A high precision 3D biological composite printing device and method, including the collection device is arranged above the platform and motion control module connected to the print head cell and electrostatic direct writing device, the print head is connected with the cell ultra precision injection pump device is connected with a direct writing device and electrostatic reflux heating, a host machine, high voltage DC power supply clean the table is arranged outside, are connected with the host cell, direct writing device of electrostatic print head, high voltage DC power supply; printing method by the automatic switching cell and electrostatic spray printing direct writing device, print out the gel containing cells / scaffold / micro channel composite structure, a printing layer, a layer of moving distance along the Z axis direction of the next layer of print, the print head cell and electrostatic direct writing device and so forth, until the printing organs completed, the invention can. A complex of a plurality of cells with sub micron or nano level biological scaffolds.
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及生物3D打印
,具体涉及一种高精度的生物复合3D打印装置及打印方法。
技术介绍
生物3D打印技术是将工程领域的3D打印技术融合到组织工程学中,涉及临床医学、生物材料学、生物细胞学等。该技术利用3D打印技术进行体内或者体外组织器官的制造,为人工组织与器官制造提供了技术手段,是生物制造技术的发展前沿和热点。目前,生物3D打印技术的主要方向在于研究新的细胞打印方式、生物支架打印方式,提高成型精度及成型机械性能方面。细胞打印方式和生物支架打印方式多种多样,但现有技术在构建大块组织器官方面仍存在许多缺点:1)细胞打印常用细胞和凝胶材料混合进行打印,成型的人工组织或器官机械强度较差,难以成型大块具有复杂内部微观结构的组织与器官;2)生物支架内部细胞分布不均匀,不利于相应器官的发育和功能表达;3)生物支架打印精度有限,支架的微观尺度与细胞差异较大,难以为细胞的粘附和生长提供微尺度的微结构环境。
技术实现思路
为了克服上述现有技术的缺点,本专利技术的目的在于提供一种高精度的生物复合3D打印装置及打印方法,能够稳定、精确的打印出多种细胞的与亚微米或纳米级别生物支架的复合物,广泛适用于生物组织、器官级别的打印。为了达到上述目的,本专利技术采取的技术方案为:一种高精度的生物复合3D打印装置,包括超净试验台1,超净实验台1内放装置外壳2,外壳2内设有打印平台16,打印平台16接地,打印平台16与运动控制模块相连,打印平台16能够进行XY两个方向的移动,打印平台16上放置有收集平台15,收集平台15上方设有细胞打印喷头14和静电直写装置11,细胞打印喷头14、静电 ...
【技术保护点】
一种高精度的生物复合3D打印装置,包括超净试验台(1),超净实验台(1)内放装置外壳(2),外壳(2)内设有打印平台(16),打印平台(16)接地,打印平台(16)与运动控制模块相连,打印平台(16)能够进行XY两个方向的移动,打印平台(16)上放置有收集平台(15),其特征在于:收集平台(15)上方设有细胞打印喷头(14)和静电直写装置(11),细胞打印喷头(14)、静电直写装置(11)与运动控制模块相连,能够进行Z轴竖直方向的移动,细胞打印喷头(14)与用于储存细胞溶液的超精密注射泵(9)连接,静电直写装置(11)与回流加热装置(10)连接,外壳(2)上安装有雾化器(3)、可控光照系统(4)、湿度调节器(5)、温度控制系统(6)、等离子除菌机构(7)、二氧化碳发生及检测装置(8)、摄像装置(13);超净实验台(1)外设置有主机(17)、高压直流电源(18);雾化器(3)、可控光照系统(4)、湿度调节器(5)、温度控制系统(6)、等离子除菌机构(7)、二氧化碳发生及检测装置(8)、超精密注射泵(9)、回流加热装置(10)、静电直写装置(11)、摄像装置(13)、细胞打印喷头(14)、 ...
【技术特征摘要】
1.一种高精度的生物复合3D打印装置,包括超净试验台(1),超净实验台(1)内放装置外壳(2),外壳(2)内设有打印平台(16),打印平台(16)接地,打印平台(16)与运动控制模块相连,打印平台(16)能够进行XY两个方向的移动,打印平台(16)上放置有收集平台(15),其特征在于:收集平台(15)上方设有细胞打印喷头(14)和静电直写装置(11),细胞打印喷头(14)、静电直写装置(11)与运动控制模块相连,能够进行Z轴竖直方向的移动,细胞打印喷头(14)与用于储存细胞溶液的超精密注射泵(9)连接,静电直写装置(11)与回流加热装置(10)连接,外壳(2)上安装有雾化器(3)、可控光照系统(4)、湿度调节器(5)、温度控制系统(6)、等离子除菌机构(7)、二氧化碳发生及检测装置(8)、摄像装置(13);超净实验台(1)外设置有主机(17)、高压直流电源(18);雾化器(3)、可控光照系统(4)、湿度调节器(5)、温度控制系统(6)、等离子除菌机构(7)、二氧化碳发生及检测装置(8)、超精密注射泵(9)、回流加热装置(10)、静电直写装置(11)、摄像装置(13)、细胞打印喷头(14)、高压直流电源(18)均与主机(17)连接。2.根据权利要求1所述的一种高精度的生物复合3D打印装置,其特征在于:所述的细胞打印喷头(14)为多个内径10~1000μm的金属喷头,通过连接超精密注射泵(9)使细胞溶液的打印流量为20~1000μL/h,细胞打印喷头(14)下方与收集平台(15)的距离为50~1000μm;通过选择细胞打印喷头(14)的内径、调节打印平台(16)的移动速度、打印流量和打印电压,按打印需求将线宽在20~200μm之间精确控制;打印模式包括挤出成型或静电打印,挤出成型时,打开超精密注射泵(9),将细胞溶液通过细胞打印喷头(14)挤出,通过与收集平台(15)的相对移动可打印出特定形状与图案;静电打印时,细胞打印喷头(14)与高压直流电源(18)正极相连,打开超精密注射泵(9),高压电场使喷头尖端形成的泰勒锥,利用泰勒锥的近场/超近场射流进行打印。3.根据权利要求1所述的一种高精度的生物复合3D打印装置,其特征在于:所述的静电直写装置(11),用于打印生物支架,静电直写装置(11)的喷头内径10~1000μm,与高压直流电源(18)正极相连,通过连接回流加热装置(10),将用于生物支架的高分子聚合物PCL/PLA/PLGA加热至熔融状态进行打印,静电直写装置(11)的喷头下方与收集平台(15)的距离为0.5~5mm,在打印时高压电场使泰勒锥尖端形成射流,按需进行2~1000μm线宽的高精度支架打印。4.根据权利要求1所述的一种高精度的生物复合3D打印装置,其特征在于:所述的收集平台(15)采用绝缘材料,内部盛培养液、琼脂糖作为基底,对细胞进行绝缘保护,使打印过程中不产生电流;或采用接地的导电玻璃、金属板和硅片。5.根据权利要求1所述的一种高精度的生物复合3D打印装置,其特征在于:所述的高压直流电源(18),可调整电压幅值0.5~20KV,用于在细胞打印喷头(14)与打印平台...
【专利技术属性】
技术研发人员:贺健康,常金科,李涤尘,赵翔,刘亚雄,连芩,王玲,
申请(专利权)人:西安交通大学,
类型:发明
国别省市:陕西;61
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