[发明专利]基于静电直写与静电纺丝技术的分层血管支架成形系统及方法

权利要求书

1.一种基于静电直写与静电纺丝技术的分层血管支架成形系统，包括供料系统(I)、纺丝收集系统(II)、三轴运动平台(3)、电源(4)和计算机控制系统(5)，其特征在于：所述供料系统(I)安置在三轴运动平台(3)的Z轴滑块上；所述纺丝收集系统(II)固定安装在三轴运动平台(3)的XY轴平台上，使供料系统(I)的注射器针头(14)轴线与纺丝收集系统(II)的芯轴(22)的轴线垂直相交；所述电源(4)正极连接注射器针头(14)的金属部分，负极连接芯轴(22)的金属部分；所述计算机控制系统(5)与三轴运动平台(3)电连接，控制三轴运动平台(3)的三维移动。

2.根据权利要求1所述的基于静电直写与静电纺丝技术的分层血管支架成形系统，其特征在于：所述的供料系统(I)包括微量泵控制器(11)、微量泵执行机构(12)、注射器活塞筒体(13)和注射器针头(14)；所述微量泵执行机构(12)固定在三轴运动平台(3)的Z轴滑块上，Z轴滑块带动微量泵执行机构(12)沿Z轴方向运动，所述注射器活塞筒体(13)固定安装在微量泵执行机构(12)上，注射器针头(14)固定在注射器活塞筒体(13)的底端，微量泵执行机构(12)在微量泵控制器(11)的连接驱动下，推动注射器活塞筒体(13)进行纺丝材料的挤出。

3.根据权利要求1所述的基于静电直写与静电纺丝技术的分层血管支架成形系统，其特征在于：所述的纺丝收集系统(II)由步进电机(21)、芯轴(22)、纺丝收集机架(23)、联轴器(24)、第一轴承端盖(25)、深沟球轴承(26)、套筒(27)和第二轴承端盖(28)组成；所述纺丝收集机架(23)与三轴运动平台(3)的XY轴平台固定连接，使纺丝收集系统(II)随三轴运动平台(3)的XY轴平台进行运动，所述步进电机(21)安装在纺丝收集机架(23)的一端，步进电机(21)的伸出轴通过联轴器(24)与芯轴(22)连接，所述芯轴(22)两端通过深沟球轴承(26)和套筒(27)安装在纺丝收集机架(23)上，第一轴承端盖(25)和第二轴承端盖(28)安装在纺丝收集机架(23)上。

4.根据权利要求1所述的基于静电直写与静电纺丝技术的分层血管支架成形系统，其特征在于：所述的电源(4)正极连接注射器针头(14)的金属部分，负极连接芯轴(22)的金属部分，从而在注射器针头(14)与芯轴(22)之间形成高压电场。

5.一种基于静电直写与静电纺丝技术的分层血管支架成形方法，采用根据权利要求1所述的基于静电直写与静电纺丝技术的分层血管支架成形系统进行操作，其特征在于，操作步骤如下：

1)成形血管支架的最内层：调整注射器针头(14)与芯轴(22)之间的距离，使其满足电纺丝形成的条件，电源(4)的正极连接注射器针头(14)的金属部分，负极连接芯轴(22)的金属部分，从而在注射器针头(14)与芯轴(22)之间形成高压电场，在微量泵执行机构(12)的推力和静电场力的共同作用下，注射器针头(14)喷射出纳米级的纤维丝，同时步进电机(21)带动芯轴(22)以恒定速率旋转，三轴运动平台(3)的XY轴平台带动纺丝收集系统(II)以恒定速率沿X轴方向往复运动，从而在芯轴(22)上形成一层纳米级纤维网，即血管支架的最内层；

2)成形血管支架中间层的轴向分布结构：减小注射器针头(14)与芯轴(22)之间的距离，改变电源(4)电压，使其满足静电直写发生的条件，电源(4)的正极连接注射器针头(14)的金属部分，负极连接芯轴(22)的金属部分，从而在注射器针头(14)与芯轴(22)之间形成高压电场，在微量泵执行机构(12)的推力和静电场力的共同作用下，实现纳米纤维的可控沉积，同时步进电机(21)带动芯轴(22)以恒定速率旋转，三轴运动平台(3)的XY轴平台带动纺丝收集系统(II)以恒定速率沿X轴方向往复运动，从而在芯轴(22)上形成一层沿轴向分布的排列有序且连续的纳米纤维；

3)成形血管支架中间层的周向分布结构：保持注射器针头(14)与芯轴(22)之间的距离不变，电源(4)电压不变，电源(4)的正极连接注射器针头(14)的金属部分，负极连接芯轴(22)的金属部分，从而在注射器针头(14)与芯轴(22)之间形成高压电场，在微量泵执行机构(12)的推力和静电场力的共同作用下，实现纳米纤维的可控沉积，同时步进电机(21)带动芯轴(22)以恒定速率旋转，三轴运动平台(3)的XY轴平台带动纺丝收集系统(II)以恒定速率沿X轴方向单向运动，从而在芯轴(22)上形成一层沿周向分布的排列有序且连续的纳米纤维，与血管支架中间层的轴向分布结构一同构成血管支架的中间层；

4)成形血管支架的最外层：调整注射器针头(14)与芯轴(22)之间的距离，使其满足电纺丝形成的条件，电源(4)的正极连接注射器针头(14)的金属部分，负极连接芯轴(22)的金属部分，从而在注射器针头(14)与芯轴(22)之间形成高压电场，在微量泵执行机构(12)的推力和静电场力的共同作用下，注射器针头(14)喷射出纳米级的纤维丝，同时步进电机(21)带动芯轴(22)以恒定速率旋转，三轴运动平台(3)的XY轴平台带动纺丝收集系统(II)以恒定速率沿X轴方向往复运动，从而在芯轴(22)上形成一层纳米级纤维网，即血管支架的最外层；

5)将纺丝结构从芯轴(22)上取下，最终得到具有三层结构的血管支架。