[发明专利]一种基于微液滴喷墨式凝胶化血管支架3D打印方法

权利要求书

1.一种基于微液滴喷墨式凝胶化血管支架3D打印方法，其特征在于该方法包括以下步骤：

步骤1.打印材料准备：所采用的生物材料是海藻酸纳粘稠溶液和胶原蛋白溶液的混合液以及凝胶化所需的氯化钙溶液；

其中混合液配置：使用纯净水，生化级别、粘度范围为200±20mpa·s的海藻酸钠粉末；取海藻酸钠粉末和纯净水的混合相于烧杯中并加入胶原蛋白溶液，先手动摇匀后再利用电磁揽拌器进行匀速揽拌至海藻酸钠粉末完全溶解；采用超声波振荡器去除溶解在海藻酸钠溶液中的气泡；将配置好的溶液置进行密封静止后再用作为打印成形材料；

其中氯化钙溶液配置：将氯化钙粉末溶解到水中，搅拌至完全溶解即可；

步骤2.形成单一稳定液滴：在打印台左右两侧设置频闪相机，通过频闪延迟观测液滴；当频闪相机延迟时间一致且周期性的拍摄，通过调节延迟时间的方式，来获得单一稳定液滴；

步骤3.路径数字化制作：在计算机控制下，使用睿度光电公司的喷墨式3D打印机，其集成的RP系统控制成型头在三维空间内精确地移动，再通过软件TSAPS，其内嵌了CAD基本二维绘图功能,将二维绘制的轨迹转变成打印机识别的指令；用TSAPS画出打印路径图，确定打印起始方向以及打印路径的循环次数，然后通过打印机与计算机之间的连通串口把路径参数下发给打印机以此规划出打印路径指令；

步骤4.打印过程工艺参数：喷头固定在XY移动轴上，通过控制器使其按设定移动速度移动，Z轴平台下降时刻和停留时间根据打印完第一层所需时间设定，这个时间是根据TSAPS程序中循环打印次数设定的，每打完一层，Z平台就自动下降；

步骤5.打印前处理：通过控制器带有喷头的移动轴移动接近氯化钙溶液的平面，进行预打印，打印一层，Z平台就下降，打印两层之后，使打印体静置在氯化钙溶液中若干分钟，自行取出即可。

2.根据权利要求1所述的一种基于微液滴喷墨式凝胶化血管支架3D打印方法，其特征在于：海藻酸纳粘稠溶液的质量分数为1.0%，胶原蛋白溶液的质量分数为0.5%，氯化钙溶液的质量分数为3.0%。

3.根据权利要求1所述的一种基于微液滴喷墨式凝胶化血管支架3D打印方法，其特征在于：频闪相机选用视清科技Coolens工业频闪相机，该相机最短曝光时间为8um，工作距离65mm；喷头选用 MicroFab MJ-ABL型压电陶瓷喷头，当给定输入电压后，周期性的电压控制压电陶瓷喷头，液滴的产生也是周期性的。

4.根据权利要求3所述的一种基于微液滴喷墨式凝胶化血管支架3D打印方法，其特征在于：为了更好的观测单一稳定液滴，将频闪相机和喷头移动轴固定在一起，即喷头、频闪相机、LED光源三点一线，无论喷头移动状态如何，频闪相机始终能够观测到液滴的滴落情况。

5.根据权利要求1所述的一种基于微液滴喷墨式凝胶化血管支架3D打印方法，其特征在于：喷头固定在XY移动轴上，通过控制器使其移动速度为10mm/s，根据配置的打印材料特性，电压控制压电陶瓷喷头的驱动参数为正压85V、负压78V、幅值上升时间5ms、幅值下降时间10ms、幅值停留时间40ms。

6.根据权利要求1所述的一种基于微液滴喷墨式凝胶化血管支架3D打印方法，其特征在于：还包括力学性能测试步骤：采用的拉伸试样仪量程为5N，拉伸精度为0.01N，拉伸夹具为3D打印件，采用了一种生物降解材料PLA，打印设备使用德国Envision TEC制造的研究型3D-Bioplotter打印机；在夹具夹紧打印好的样品之前，用毛细滤纸吸取了夹具端样品渗透出的液体，并在夹具两侧垫上了用于增加与试样摩擦力的滤纸，拉伸仪缓慢均匀进行拉伸，当拉伸仪显示最大拉伸应力高于200Kpa而没有断裂就可完成了样品凝胶化后的拉伸试验。