[发明专利]一种复杂器官前体三维受控成形机用多喷头喷射装置

说明书

技术领域

本发明属于组织工程技术领域，特别涉及一种复杂器官前体三维受控成形机用多喷头喷射装置。

背景技术

组织工程是目前较为热门的一门交叉学科。其三大要素是细胞、生物材料支架及生长因子。

在多孔支架的成形工艺方面，传统的成形工艺包括：纤维编织法、纤维粘接法、热致相分离法、溶液浇铸致孔剂浸出法、熔化造型法和气压造孔法等。这些方法可以都可以成形二维或三维的多孔支架。但是这些工艺制备的支架均存在一定的局限，如缺乏稳定的结构、力学性能差或存在有害化学溶剂残留等。所有这些传统工艺都不能实现复杂的非均质材料支架的成形制造，不能实现对孔隙结构的灵活和准确的控制，不能实现个性化的植入物制造。

20世纪90年代中后期开始，先进的制造技术——快速成形技术进入支架的成形领域，为解决传统的支架成形技术所存在的问题提供了新的思路。美国的麻省理工学院、卡内基梅隆大学、密歇根大学、新加坡国立大学和国内的清华大学都在从事这方面的研究工作。其中，有的研究者采用现有的快速成形工艺设备和支架材料直接成形，如新加坡国立大学D.Hutmacher的研究小组、麻省理工学院M.J.Cima的研究小组和卡内基梅隆大学的骨组织工程中心。而另外一些研究者则致力于为组织工程的支架材料开发新的快速成形工艺，以满足支架成形的特殊要求，如清华大学的激光快速成形中心。

低温沉积制造工艺是指将支架材料制成液态，在步进电机的驱动下，经由喷头，将溶液以丝状挤出，在低温成形室中逐层堆积成形。目前采用的复杂器官前体三维受控成型机多采用单喷头或者双喷头。然而，人体中的复杂组织或器官一般都是由两种或两种以上不同材料组成的复合结构，而且各个结构间相互联系。随着研究的不断深入，对非均质多种不同材料三维结构的成形提出了要求。而原有的单喷头和双喷头无法满足科学发展及临床病人的要求；具有多喷头的复杂器官三维受控成形装置的设计和研发便成为必然。

专利(申请号200910093785.0)涉及一种转盘式多喷头复杂器官前体三维受控成形系统，喷射装置为转盘式，喷头组件固定排列在喷射平台上，喷头组件装有不同的成形材料；所有喷头在同一平面内，切换喷头只是将喷射平台移动或者移动成形台，使工作喷头与成形台对正。该种方式的不足之处是：成形时，由于所有喷头都在同一平面上，待机喷头与工作喷头会互相干扰；为了避免待机喷头对工作喷头成形的影响，避免待机喷头底部与已成形支架接触，所成形的区域必须小于两个喷头之间的距离，这就无法对大体积复杂器官的前体进行堆积成形。

发明内容

本发明的是针对已有技术的不足之处，顺应大体积非均质多种不同材料器官前体成形的需要，提供一种复杂器官前体三维受控成形机用多喷头喷射装置，该装置采用倾斜环面活动桶驱动喷头升降变位式喷头切换方式，具有自动化程度高，装置简单可靠等优点，能实现大体积非均质多种不同材料的器官前体三维精确成形。

本发明的技术方案如下：本发明所述的复杂器官前体三维受控成形机用多喷头喷射装置，含有复杂器官前体三维受控成形机机架及至少两个喷头组件，其特征在于：该装置还包括主体圆桶、活动桶、控制电机，所述主体圆桶固定于复杂器官前体三维受控成形机机架上，其上周向竖向排列有至少两个喷头组件导槽，在每个喷头组件导槽中设有滑块；所述活动桶设置在所述主体圆桶内侧，与所述主体圆桶间隙配合，活动桶为圆桶状，其上表面呈倾斜环面，活动桶上表面与滑块底部紧密接触；所述喷头组件与滑块固接；所述控制电机固定于所述复杂器官前体三维受控成形机机架上，控制电机带动活动桶在主体圆桶内侧转动。

本发明所述的复杂器官前体三维受控成形机用多喷头喷射装置，含有复杂器官前体三维受控成形机机架及至少两个喷头组件，其特征在于：该装置包括主体圆桶、活动桶、控制电机，所述主体圆桶上周向竖向排列有至少两个喷头组件导槽，在每个喷头组件导槽中设有滑块；所述活动桶固定于复杂器官前体三维受控成形机机架上，活动桶设置在所述主体圆桶内侧，与所述主体圆桶间隙配合，活动桶为圆桶状，其上表面呈倾斜环面，活动桶上表面与滑块底部紧密接触；所述喷头组件与滑块固接；所述控制电机固定于所述复杂器官前体三维受控成形机机架上，控制电机带动主体圆桶在活动桶外侧转动。

本发明所述的复杂器官前体三维受控成形机用多喷头喷射装置，其特征在于：所述控制电机通过传动机构与活动桶连接。

本发明所述的复杂器官前体三维受控成形机用多喷头喷射装置，其特征在于：所述控制电机通过传动机构与主体圆桶连接。