[发明专利]一种用于3D生物打印机的空气过滤器及过滤方法

说明书

一种用于3D生物打印机的空气过滤器及过滤方法涉及3D生物打印技术领域；解决了由于细胞液中的气泡造成的降低3D生物打印精度的问题；空气过滤器包括进液口、搅拌装置和空气过滤薄膜，空气过滤薄膜上分布的通孔的纵向剖面结构为工字型的三层结构且为在MEMS技术制备的三层工字型微模具上浇注PDMS得到；本发明通过将液滴法、搅拌法结合空气过滤薄膜，逐步过滤掉液态细胞组织中的大、小、微气泡，从而使通过空气过滤薄膜的细胞液中的微小气泡显著下降，杜绝了打印机空打的问题，提高了3D生物打印机整体的打印精度。

技术领域

本发明涉及3D生物打印技术领域，具体涉及3D生物打印中打印材料的空气去除技术，尤其涉及一种用于3D生物打印机的空气过滤器及过滤方法。

背景技术

3D生物打印技术是集成生物学、材料学、医学、计算机学的多学科交叉融合技术，是一种以计算机三维模型为“图纸”，装配特制“生物墨水”，最终制造出人造器官和生物医学产品的新科技手段。随着相关技术的快速发展，3D生物打印不仅会开启人类“易容术”，而且在经济生活和国防军事等领域也有广泛的应用前景。

在3D生物打印过程中，我们发现，细胞液中往往存在大量气泡，导致打印机存在空打问题，严重影响打印效果。而目前针对细胞液在打印过程中出现的气泡，只是简单过滤操作或降低打印速度，这些方法虽然也能阻止一定的气泡产生，但是对于其中的微小气泡的阻断效果不明显，还是无法从根本上解决由于气泡导致的打印精度不高的问题。

微电子机械系统（Micro-electro-mechanical Systems，简称MEMS）的前身而是任梦利用精细加工手段加工出微米/纳米级结构，在小型机械制造领域开始了一场新的革命，导致了微机电系统的出现。

MEMS（Microelectromechanical System）技术是结合微电子和微机械加工技术的高新技术，广泛用于工业及科研单位加工制造的新型传感器，具有体积小、重量轻、成本低、功耗低、易于集成和智能化的特点，其生产工艺符合工业制造，适用于大批量制造，长期受到全世界的关注，各国投入巨资进行专项研究。MEMS技术的目标是通过系统的微型化、集成化来探索具有新原理、新功能的元件和系统。MEMS技术开辟了一个全新的领域和产业。它们不仅可以降低机电系统的成本，而且还可以完成许多大尺寸机电系统无法完成的任务。例如，尖端直径为5μm的微型镊子可以夹起一个红细胞，可以在磁场中飞行的像蝴蝶大小的飞机等。

目前已经制造出微型加速度计、微型陀螺、压力传感器、气体传感器等多种类型的MEMS产品，其中一些已经商品化。同时，微纳米量级的特征尺寸是的它在完成某些传统机械传感器所不能实现的功能，特别是近几年来在3D生物打印技术的蓬勃发展下，MEMS技术在医药、生物等领域获得了广泛的应用。

发明内容

本发明克服现有技术存在的不足，提出一种用于3D生物打印机的空气过滤器及过滤方法，所述的空气过滤器中设置有一种基于MEMS技术的空气过滤薄膜，可以达到将细胞液中的微小气泡进行精密过滤的目的，解决了由于细胞液中的气泡造成的降低3D生物打印精度的问题。

本发明是通过如下技术方案实现的。

一种用于3D生物打印机的空气过滤器，所述的空气过滤器包括液腔，所述的液腔顶部设置有端盖，所述端盖上设置有进液口，所述液腔底部设置有出液口，在所述液腔内部靠近所述出液口的位置水平连接有一精密过滤器，所述的精密过滤器包括空气过滤薄膜和用来将所述空气过滤薄膜水平固定于液腔内的固定装置组成，所述的固定装置与液腔活动连接；在所述的液腔内设置有搅拌装置，所述的空气过滤器连接在3D生物打印机的输料管上，并与输料管相连通，所述的出液口下部连接打印喷头；所述的空气过滤薄膜上均匀分布有若干通孔，所述通孔的纵向剖面结构为工字型的三层结构；所述空气过滤薄膜的厚度为25-50μm，所述通孔的上下两层孔径为10-20μm，中间层孔径为4-10μm，所述的空气过滤薄膜是通过在MEMS技术制备的三层工字型结构微模具上浇注PDMS得到的。所述的空气过滤薄膜用于3D生物打印机对细胞液材料的空气去除。