[实用新型]一种多喷头协同的细胞3D打印装置

说明书

本实用新型公开了一种多喷头协同的细胞3D打印装置，包括实验台，实验台上表面设置有操作台和无菌箱，操作台上设置有多个注射泵，每个注射泵与连接有储料筒，每个储料筒的出口通过导料管分别连通有打印喷头，无菌箱内设置有三维运动机构。根据各自要打印的组织，实现协同运动，打印平面结构，同时，在每一层打印完成后，位于打印喷头下方的打印基板在丝杠的作用下沿Z轴方向下降调节高度；通过打印喷头的协同打印和多层累加，最终实现大块多层组织的集成和自组装。

技术领域

本实用新型属于3D打印设备技术领域，具体涉及一种多喷头协同的细胞3D打印装置。

背景技术

先天性缺陷、损伤、代谢性疾病等各种原因造成的软组织损伤和功能丧失是临床常见的问题，也是引起人类疾病和死亡的重要原因。针对软组织缺损，目前最主要的治疗方法是取供体的健康组织进行手术移植，但由于可利用的组织来源有限，对供区损伤较大，以及异体移植易出现免疫排斥现象等问题，使其应用受到限制。随着生物3D打印技术的发展，尤其是在软组织工程方面的发展和应用，为解决软组织缺损和功能丧失等临床问题带来了新的希望。

生物3D打印是基于离散-堆积成形原理，以活细胞、生物活性因子及生物材料为基本成形单元，设计制造具有生物活性的人工器官、植入物或细胞三维结构的技术。该技术融合了制造科学与生物医学，是一项具有交叉性和前沿性的新兴技术，并且具有精度高、构建速度快、可按需制作，以满足个体化医学治疗的需求、排异反应低等优势。近年来，很多科研团队将3D打印技术应用于软组织工程的研究领域，成型复杂功能型支架/细胞外基质(ECM)，常用的打印方法包括选择性激光烧结(SLS)，光固化成型(SLA)，熔合沉积法(FDM)和压力挤出成型(PBE)，虽然在结构成型和细胞打印方面有很大的进展，但是，目前的打印系统和打印材料还无法完全实现结构到功能的仿生，并且很难完成不同功能细胞的分级打印，从而无法实现多层大块组织的集成和自组装。因此打印出具备任意特征的组织将是软组织工程的发展方向。同时，大块组织体外血管化，并且植入后与宿主损伤部位血管吻合生长及细胞/支架复合体的成活也亟待研究。在大块组织3D打印过程中，不同种类细胞与基质材料的准确分布以及不同组织的复合组装问题仍然有待进行研究解决。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种多喷头协同的细胞3D打印装置，实现了打印喷头的三维运动。

本实用新型所采用的技术方案是，一种多喷头协同的细胞3D打印装置，包括实验台，实验台上表面设置有操作台和无菌箱，操作台上设置有多个注射泵，每个注射泵与连接有储料筒，每个储料筒的出口通过导料管分别连通有打印喷头，无菌箱内设置有三维运动机构，三维运动机构，包括设置在无菌箱底部内的底座，底座上固定有Z轴电机，Z轴电机的电机轴连接Z轴丝杠的一端，Z轴丝杠另一端位于无菌箱顶部，Z轴丝杠竖直且依次穿过第一支板、第二支板和平面固定板，第二支板上还设置有丝杠，丝杠与Z轴丝杠相互平行，丝杠与Z轴丝杠之间通过Z轴皮带连接，丝杠穿过平面固定板，且丝杠另一端位于无菌箱顶部，平面固定板中心处固定有打印基板。

本实用新型的特点还在于，

平面固定板上竖直设置有四个支撑板，四个支撑板呈长方形排列在平面固定板的边缘处；其中位于同一侧的两个支撑板分别通过X向固定杆B和Y向固定杆A连接，X向固定杆B和Y向固定杆A相互垂直，且其中一端均分别位于同一个支撑板上；四个支撑板之间通过依次首尾相连的X向移动导轨A、Y向移动导轨A、X向移动导轨B和Y向移动导轨B连接；两个支撑板上分别固定有X轴电机和Y轴电机，X轴电机与Y向固定杆A相对设置。

X轴电机的电机轴上套有X轴皮带A，X轴皮带A另一端套在Y向固定杆A一端，Y向固定杆A另一端套设皮带B一端，皮带B另一端套设在支撑板上的固定轴上，X轴皮带A和皮带B相互平行；X轴皮带A上还套设有X向移动滑块A，X向移动滑块A能在X向移动导轨A上滑动；皮带B上还套设有X向移动滑块B，X向移动滑块B能在X向移动导轨B上滑动，X向移动滑块A和X向移动滑块B之间连接有Y向移动连杆；