一种熔融电纺射流激发稳定性改善装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种熔融电纺射流激发稳定性改善装置，包括用于按照预设进给量排出熔融材料的给料针筒和用于吸引其排出的熔融材料并凝聚成泰勒锥的射流针头，以及设置于射流针头下方并按照预设路径在水平面内移动的打印板；打印板的底部设置有极性板，射流针头带有极性，且极性板与射流针头的极性相反，打印板接地。如此，由于熔融材料首先在给料针筒中熔融并排出，再由射流针头所吸引并凝聚，最后再对其赋予极性并定向喷射，避免了在射流针头中通过电加热方式对熔融材料进行加热的过程，消除了射流针头末端处熔融材料的电荷扰动，有利于射流激发后直径趋向于稳定，进而削弱射流激发过程中的鞭动现象，提高了射流落点的准确度和生物支架的打印精度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及组织工程和3D打印
，特别涉及一种熔融电纺射流激发稳定性改善装置。
技术介绍
自组织工程的概念被提出后，随着静电纺丝的理论不断地被完善丰富，纺丝技术不断地得到改进，生物学家越发地坚定未来的器官组织移植的源少排斥反应大等难题将会由人造的无毒无排斥反应的组织器官解决。组织工程的原理为：从机体获取少量的活体组织，用特殊的酶或其他方法将细胞(又称种子细胞)从组织中分离出来在体外进行培养扩增，然后将扩增的细胞与具有良好生物相容性、可降解性和可吸收的生物材料(支架)按一定的比例混合，使细胞黏附在生物材料(支架)上形成细胞-材料复合物。将该复合物植入机体的组织或器官病损部位，随着生物材料在体内逐渐被降解和吸收，植入的细胞在体内不断增殖并分泌细胞外基质，最终形成相应的组织或器官，从而达到修复创伤和重建功能的目的。生物材料支架所形成的三维结构不但为细胞获取营养、生长和代谢提供了一个良好的环境。组织工程学的发展提供了一种组织再生的技术手段，将改变外科传统的“以创伤修复创伤”的治疗模式，迈入无创伤修复的新阶段。所谓的组织工程的三要素或四要素，主要包括种子细胞、生物材料、细胞与生物材料的整合以及植入物与体内微环境的整合。支架在组织工程中有着至关重要的作用，需具备以下几个特点：(1)具有较高的孔隙率和内部连通的三维网状结构，可以为细胞的黏附提供支撑点，并便于营养物质和代谢废物的运输；(2)具有良好的生物相容性、可控的降解性和可吸收性，可加工为三维结构；(3)具有适当的表面化学性质，以利于细胞的黏附、增殖、分化；(4)可根据不同组织的要求，调控合适的力学性能。目前，常用的组织工程细胞支架制备工艺组要分为致孔法和冷冻干燥技术和静电纺丝工艺三大类。前两种均为通过平面培养组织细胞，具有较高的培养失败率与不可以移植性。而传统的溶液电纺制备的生物支架存在着有毒溶剂残留和回收成本高等问题限制了其在生物医学领域的应用。近年来，熔融电纺被看作最理想的生物支架制作方法，原因在于其无毒性以及理论上纤维的直径的可控性。然而，现有技术中的熔融电纺装置，由于其熔融材料在射流针头中通过电加热方式实现熔融，电热的影响容易造成射流针头末端处的熔融材料产生电荷扰动，射流激发过程中存在鞭动现象，射流落点不稳定，导致打印偏差较大，成品质量较低。因此，如何克服熔融材料在射流针头末端的电荷扰动，避免射流激发过程发生鞭动现象，提高射流落点准确度，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种熔融电纺射流激发稳定性改善装置，能够克服熔融材料在射流针头末端的电荷扰动，避免射流激发过程发生鞭动现象，提高射流落点准确度。为解决上述技术问题，本专利技术提供一种熔融电纺射流激发稳定性改善装置，包括用于按照预设进给量排出熔融材料的给料针筒和用于吸引其排出的熔融材料并凝聚成泰勒锥的射流针头，以及设置于所述射流针头下方并按照预设路径在水平面内移动的打印板；所述打印板底部设置有极性板，所述射流针头带有极性，且所述极性板与射流针头的极性相反，所述打印板接地。优选地，所述给料针筒的出料口邻近所述射流针头的针尖，且两者间距在2～4mm内。优选地，还包括与所述给料针筒相连、用于对其排出的熔融材料赋予极性的电源件，且所述给料针筒排出的熔融材料与所述射流针头的极性相反。优选地，所述射流针头垂直于所述打印板的表面。优选地，所述射流针头具体为钨针头。优选地，所述打印板具体为绝缘板。优选地，所述射流针头的极性为负，且所述极性板的极性为正。本专利技术所提供的熔融电纺射流激发稳定性改善装置，主要包括给料针筒、射流针头、打印板和极性板。其中，给料针筒内盛装有加热到一定温度的熔融材料，主要用于在作业时按照预设进给量逐渐排出熔融材料。射流针头设置在给料针筒附近，并且射流针头的针尖朝向给料针筒的出料口，主要用于在给料针筒排出熔融材料时，将熔融材料吸引到自身的针尖上，并在吸引一定量熔融材料之后凝聚形成泰勒锥。打印板设置在射流针头下方，主要用于接收来自射流针头的射流，在作业时，打印板按照预设路径在水平面上移动。极性板设置在打印板的底部，其自身带有电荷，呈极性，同时射流针头也带有极性，并且两者的极性相反，而打印板接地，不呈极性。如此，本专利技术所提供的熔融电纺射流激发稳定性改善装置，在进行作业时，射流针头和极性板由于均呈极性且相反，因此在两者之间形成电场。给料针筒按照预设进给量逐渐排出熔融材料，射流针头将熔融材料吸引到针尖上，使得该部分熔融材料也带上了和自身相同的极性，一定时间后在电场力的作用下，凝聚在射流针头的针尖上的“液滴”被拉长形成泰勒锥。之后，带有极性的熔融材料在电场力和重力的作用下形成射流，从射流针头中喷射出，并撞击到打印板上，射流在打印板上消除极性并成型。而打印板按照预设路径在水平面内移动，如此通过FDM(FusedDepositionModeling，熔融沉积成型)技术层层逐渐打印出生物支架所需结构。期间，由于熔融材料首先在给料针筒中熔融并排出，再由射流针头所吸引并凝聚，最后再对其赋予极性并定向喷射，避免了在射流针头中通过电加热方式对熔融材料进行加热的过程，因此消除了射流针头末端处的熔融材料由于射流针头进行电加热造成的电荷扰动，有利于射流激发后的直径趋向于稳定，进而大幅削弱了射流激发过程中的鞭动现象，提高了射流落点的准确度和生物支架的打印精度。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。图1为本专利技术所提供的一种具体实施方式的整体结构示意图。其中，图1中：给料针筒—1，射流针头—2，打印板—3，极性板—4，电源件—5。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。请参考图1，图1为本专利技术所提供的一种具体实施方式的整体结构示意图。在本专利技术所提供的一种具体实施方式中，熔融电纺射流激发稳定性改善装置主要包括给料针筒、射流针头、打印板和极性板。其中，给料针筒内盛装有加热到一定温度的熔融材料，主要用于在作业时按照预设进给量逐渐排出熔融材料。一般的，该给料针筒可呈圆筒状，并且为了方便内部盛装的熔融材料排出，可在筒状结构上设置直径较小的管状结构，专用于按照预设进给量排出熔融材料。射流针头设置在给料针筒附近，并且射流针头的针尖朝向给料针筒的出料口，主要用于在给料针筒排出熔融材料时，将熔融材料吸引到自身的针尖上，对其赋予与自身相同的极性，并在吸引一定量熔融材料之后凝聚形成泰勒锥。打印板设置在射流针头下方，主要用于接收来自射流针头的射流，在作业时，打印板按照预设路径在水平面上移动，从而使得接收的射流在其表面上形成预设的平面图形。如此射流层层打击在打印板上，射流中的熔融材料逐渐堆叠，并最终形成三维立体结构。极性板设置在打印板的底部，比如可紧贴在其底部等，极性本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种熔融电纺射流激发稳定性改善装置，其特征在于，包括用于按照预设进给量排出熔融材料的给料针筒(1)和用于吸引其排出的熔融材料并凝聚成泰勒锥的射流针头(2)，以及设置于所述射流针头(2)下方并按照预设路径在水平面内移动的打印板(3)；所述打印板(3)的底部设置有极性板(4)，所述射流针头(2)带有极性，且所述极性板(4)与射流针头(2)的极性相反，所述打印板(3)接地。

【技术特征摘要】
1.一种熔融电纺射流激发稳定性改善装置，其特征在于，包括用于按照预设进给量排出熔融材料的给料针筒(1)和用于吸引其排出的熔融材料并凝聚成泰勒锥的射流针头(2)，以及设置于所述射流针头(2)下方并按照预设路径在水平面内移动的打印板(3)；所述打印板(3)的底部设置有极性板(4)，所述射流针头(2)带有极性，且所述极性板(4)与射流针头(2)的极性相反，所述打印板(3)接地。2.根据权利要求1所述的熔融电纺射流激发稳定性改善装置，其特征在于，所述给料针筒(1)的出料口邻近所述射流针头(2)的针尖，且两者间距在2～4mm内。3.根据权利要求2所述的熔融电纺射流激发稳定性改善装置，其特征在于，还...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴植英，白见福，申启访，林嘉煌，郑嘉伟，陈剑，李响，梁锐鑫，周金成，
申请(专利权)人：广东工业大学，
类型：发明
国别省市：广东;44