[实用新型]一种制备组织工程支架的冷冻电喷印装置

说明书

一种制备组织工程支架的冷冻电喷印装置，包括接地基板，其上设有低温平台；金属喷嘴，设置在所述低温平台上方；气体输入单元，其输出口依次通过气管、气压控制单元以及注射器与所述金属喷嘴的入口连接；电压控制单元，通过电压输出线与所述金属喷嘴的出口连接；金属喷嘴的出口和所述低温平台之间形成电场，实现溶液电喷印。

技术领域

本实用新型涉及三维打印技术及生物组织工程的技术领域，尤其涉及一种制备组织工程支架的冷冻电喷印装置。

背景技术

疾病、损伤和创伤常常可导致人体组织/器官损伤和变性，需要治疗以促进组织修复，更换或再生。自体移植和异体移植是一种常见的治疗方法。由于自体移植会让病人承受极大痛苦，因而催生了组织工程这一新型研究领域，其旨在通过开发生物替代物，以恢复、维持或改善组织功能，从而使受损组织再生。最典型的组织工程修复手段就是依赖类脚手架一样的多孔3D支架为组织和器官的再生提供合适的环境。

目前，针对组织工程支架的制备主要存在以下几种方法，纤维粘合、溶剂浇筑-粒子沥滤、气体发泡、冷冻干燥、传统静电纺丝等，但存在着造孔剂残留、重复性低、孔隙率难以控制、纤维无序等问题。电喷印技术在静电纺丝的基础上，缩短喷嘴和接收基板之间的距离，然后配合三维运动平台的可控移动，就可以获得有序的结构。然而，由于喷嘴距离基板非常的近，大约2-10mm，要想获得结构稳定的三维支架，材料应及时固化。熔体可以通过冷却及时固化，但是溶液只能通过蒸发并且短时间内无法蒸发。同时，不管是熔融方法还是溶液方法制备的支架其纤维表面都是光滑的，而表面粗糙的纤维更有利于细胞的黏附、增殖和分化。

实用新型内容

实用新型目的：本实用新型所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种制备组织工程支架的冷冻电喷印装置。溶液射流在冻结温度下快速冻结和固化，实现多层稳定结构打印，且制备的支架表面粗糙不光滑，有利于组织的黏附、增殖和分化。

为了实现上述技术目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种制备组织工程支架的冷冻电喷印装置，包括：

接地基板，其上设有低温平台；

金属喷嘴，设置在所述低温平台上方；

气体输入单元，其输出口依次通过气管、气压控制单元以及注射器与所述金属喷嘴的入口连接；

电压控制单元，通过电压输出线与所述金属喷嘴的出口连接；

金属喷嘴的出口和所述低温平台之间形成电场，实现溶液电喷印。

所述气体输入单元为隔膜真空泵。

所述金属喷嘴和所述注射器之间可拆卸连接。

还包括三轴运动滑台，所述金属喷嘴安装在所述三轴运动滑台上。

还包括数码显微镜，设置在所述金属喷嘴一侧，用于观察和记录金属喷嘴处液体的喷射状态，并将观察到的状态视频信号发送至计算机。

还包括保护罩，套设在整个冷冻电喷印装置外部，用于保持打印环境的清洁度。

所述保护罩内部设有除湿装置，用于对打印环境进行抽湿。

还包括载气除霜装置，载气除霜装置包括一个围墙形通气装置和一个九通气管结构，其中，九通气管一头与氮气罐输出端连接，另外八头与围墙形通气装置的八个进气口连接，围墙形通气装置设置于所述低温平台之上，均速通入氮气达到载气除霜的效果。

所述电压控制单元包括高压放大器、任意波形信号发生器、高精度智能电压表以及开关电源，其中，开关电源用于提供高压放大器的输入电压，高压放大器将任意信号波形发生器的输出电压按照一定比例进行电压幅值放大的同时保持波形不变，高精度智能电压表用于监测高压放大器的输出电压幅值。