[发明专利]3D生物打印机、3D生物打印工具头和用于3D生物打印构建体的方法

说明书

本公开内容涉及一种包括基座单元(2)的3D生物打印机(1)。基座单元(2)具有：适于安装至少一个工具头(4)的支承件(3)，用于在安装了至少一个工具头(4)的情况下与至少一个工具头(4)进行数据通信的通信接口部件(5)，以及适于通过所述通信接口部件(5)与至少一个工具头的工具头处理元件(8)通信的基座单元处理元件(7)。本公开内容还涉及3D生物打印机工具头。本公开内容还涉及用于生物打印构建体的方法。

技术领域

本公开内容涉及3D生物打印机，该3D生物打印机包括具有用于安装至少一个工具头的支承件的基座单元。

本公开内容还涉及用于生物打印构建体的方法。

背景技术

生物打印作为一种增材制造技术，因其在空间上控制细胞、生物材料和生物分子的放置的能力而受到应有的重视。因此，它为组织和器官再生、基础研究和药物筛选的未来提供了无限可能。3D生物打印机能够在沿X方向、Y方向和Z方向移动时分配材料，这使得能够从下向上设计复杂结构。此外，因为该技术可以与使用患者的医学图像的CAD/CAM技术组合，因此该技术允许对于目标组织或器官而言独特的仿生形状3D结构的生物制造。具有良好的适印性能和指导细胞命运进程的生物活性性能的水凝胶生物墨水的发展将将有助于将这种有前景的技术转化为临床技术。已知基于天然聚合物的水凝胶具有有利的生物相容性能，并且是用于细胞包封的有吸引力的生物材料。它们模仿自然细胞外基质环境，为水状3D环境提供生物学相关的化学信号和物理信号。

发明内容

本发明的一个目的是获得与已知的3D生物打印机相比改进的3D生物打印机。

本公开内容涉及3D生物打印机。3D生物打印机包括：基座单元，其包括适于安装至少一个工具头的支承件；通信接口部件，其用于在安装了至少一个工具头的情况下与至少一个工具头进行数据通信；以及基座单元处理元件(7)，其适于通过所述通信接口部件与至少一个工具头的工具头处理元件通信。

工具头处理元件可以具有存储能力。工具头处理元件能够发送模拟数据或数字数据以及/或者接收模拟数据或数字数据。工具头处理元件还可以具有处理能力以执行计算。因此，工具头具有智能性。

因此，由于工具头具有工具头处理元件，因此可以减少或消除对与工具头有关的手动用户输入的需要。可以避免/减少的可能的繁重手动用户输入包括例如工具头的类型、尺寸和其他特征。这使得更加容易和快速地使用3D生物打印机。这继而消除了手动输入与工具头有关的错误信息的风险。

此外，工具头处理元件可以收集例如通过工具头本身或者安装在工具头上或与工具头相关联的传感器获得的与工具头有关的数据。然后，工具头处理元件可以被布置成将收集的数据格式化为适合3D生物打印机的格式，并且将适当格式的数据发送至3D生物打印机的通信接口部件。这有利于3D生物打印机与工具头之间的集成，如果必须替换工具头的话。这对于可更换工具头特别有利。

此外，如果工具头处理元件具有处理能力，则工具头处理元件可以被布置成至少部分地控制其工具头的操作或其他设备例如另一个工具头和/或气体的排气装置的操作。在工具头处具有此功能的一个优点是，当将更新的工具头安装到3D生物打印机时，不必修改和更新3D生物打印机内的软件。

利用该解决方案，基座单元处理元件可以充当主设备，并且工具头处理元件可以充当从设备，反之亦然。

在不同的实施方式中，支承件包括适于安装至少一个可更换工具头的支承部件。

由此，3D生物打印机变得非常灵活，并且可以提高3D生物打印机的操作效率。例如，用户可以在3D生物打印机外部准备工具头，其中，准备可以例如涉及装载材料和/或选择针。然后，可以用当前使用的工具头来替换当前使用的工具头。