[实用新型]一种生物3D打印机

说明书

本实用新型公开了一种生物3D打印机，包括：底板，底板通过第一直线移动机构连接在打印机外壳内；喷头，喷头通过第二直线移动机构连接在打印机外壳内，喷头包括储料筒，储料筒底部设出料口正对底板，喷头设有转向机构转动出料口的角度，喷头还设有压杆，压杆伸入储料筒中压迫储料筒内的打印材料从出料口挤出；切割机构，设于喷头的出料口和底板之间，用于切割挤出的打印材料。本实用新型的有益之处在于，出料口为多个条形孔，一次挤出即可直接完成一层面的成型，一般生物打印机打印一层面结构需要几十秒种，而本实用新型打印每层面只需几秒钟即可完成，打印效率提升约10倍甚至几十倍。

技术领域

本实用新型属于生物3D打印技术领域，具体涉及一种生物3D打印机及快速成型方法。

背景技术

随着人们对3D打印材料和设备的深入研究，3D打印应用领域不断得到扩展。医疗3D打印具有高个性化需求和高附加值等特点，是3D打印技术最适合的应用领域之一，近年来成为全球医疗器械行业研究热点并得到快速发展。

医疗3D打印主要可应用于以下行业领域：1、齿科（义齿、牙齿矫正器具等）；2、医疗及康复辅具（手术模型、手术导板、矫形器、假体）；3、骨科植入物（金属人工骨、可降解人工骨）；4、活性组织和器官（软骨、神经、血管、以及心脏、肝脏、肾脏等脏器）。

活性组织和器官打印技术属于新兴的生物3D打印范畴，代表了医疗器械行业国际最新技术发展方向。活性组织和器官需要采用细胞、生长因子等生物活性物质或水凝胶、胶原等生物活性材料，通过特殊设计的生物3D打印机得以实用。研究人员为了提高细胞生长、繁殖和黏附等需求，往往将生物活性材料或生物活性物质与生物活性材料的混合物通过3D打印制成多孔支架。

近年来，国内外医疗器械研究机构和龙头企业在生物3D打印材料及打印设备的研究中取得许多实质性进展，人工皮肤、人工软骨、人工血管、人工心脏等生物3D打印植入物正逐步进入科研和临床前研究阶段，不久将成为产品进入市场应用。

目前已见报道的生物3D打印机的打印方式大多为按照预先设置的参数路径，将生物活性材料或生物活性物质与生物活性材料的混合物（通常为凝胶状）通过打印机喷头小孔挤出，由点成线，由线逐步累积成面，再由一个个面累积成体的循序渐进的过程，打印速度普遍较慢，工作效率较差。

作为植入人体的生物活性组织和器官，通常含有一定数量细胞等生物活性材料，为了确保植入物具有良好的生物活性，对打印制作过程及打印环境具有很高的要求，希望打印速度越快越好，避免在打印过程中因较长时间暴露而导致活性降低或失效。

生物3D打印植入物最理想的应用场景是将3D打印设备放置在手术室，手术室内医生将病人组织器官切除后，根据病人实际切除部位数据，通过现场生物3D设备进行组织器官制作，制作完成后即可迅速植入人体缺损部位中，确保植入物尺寸准确性和良好生物活性，进而提高手术整体效果。以上应用场景对生物3D打印设备的成型速度提出了较高要求。

通过提高3D打印速度，缩短植入物打印时间，可以有效提高打印设备的利用率，进而提高企业的经济效益。

本实用新型基于以上背景，针对现有技术及市场发展的迫切需要，发明了一种生物3D打印机及快速成型方法。

发明内容

为了解决上述问题，本实用新型提供一种生物3D打印机，包括：底板，底板通过第一直线移动机构连接在打印机外壳内；喷头，喷头通过第二直线移动机构连接在打印机外壳内，喷头包括储料筒，储料筒底部设出料口正对底板，喷头设有转向机构转动出料口的角度，喷头还设有压杆，压杆伸入储料筒中压迫储料筒内的打印材料从出料口挤出；切割机构，设于喷头的出料口和底板之间，用于切割挤出的打印材料。