皮肤原位打印设备制造技术

本发明专利技术提供了一种皮肤原位打印设备，用于将通过打印而形成人工皮肤的生物胶和交联剂涂布在患者的预定部位，具有这样的特征，包括：平台装置，用于承载以及转动患者；打印头装置，用于将生物胶和交联剂涂布在预定部位，具有支架单元和设置在支架单元上的喷头单元；涂布动力装置，用于提供涂布时让生物胶和交联剂被挤出喷头单元的动力；三轴式移动装置，用于驱动打印头装置移动至预定部位；以及控制装置，用于控制上述各装置相互配合，其中，喷头单元具有用于容纳和涂布生物胶的第一喷头组件以及用于容纳和涂布交联剂的第二喷头组件，第一喷头组件包括第一筒体和第一针头，第二喷头组件包括第二筒体和第二针头，第一针头和第二针头互相平行。

【技术实现步骤摘要】
皮肤原位打印设备
本专利技术属于医疗设备领域，涉及一种皮肤原位打印设备。
技术介绍
皮肤缺损是指烧烫伤、机械损伤等原因造成的皮肤缺失。若皮肤缺损部位的损伤深度达到真皮层及以下，则人体无法进行完全再生，而是通过成纤维细胞长入等方式愈合，愈合后缺损部位就形成了瘢痕组织。瘢痕组织与正常皮肤的颜色、形状均有较大差异，极不美观，因此容易给病患带来心理负担；不仅如此，瘢痕组织弹性较差且缺乏毛孔、透气性差，也容易让病人产生不适感。所以，在治疗皮肤缺损时应当尽量让皮肤正常愈合，避免产生瘢痕组织。临床上常采用拉伸损伤部位周围皮肤或移植其他部位皮肤的方法对损伤部位进行修复。但在深度缺损部位的面积极大(例如严重烧烫伤等)时，由于病人未受到损伤的部位也不多，能够取得的正常皮肤无法满足覆盖缺损部位的需求，因此这些方法均无法应用。现有技术中，针对这样的大面积皮肤缺损出现了人造皮肤疗法，即，事先用生物高分子材料制备好带有毛细孔的人造皮肤，将这样的人造皮肤修剪成破损部位的形状后覆盖在缺损部位，即可保护皮下组织、加快愈合。然而，由于缺损部位通常深浅不一、形状不规整，因此人造皮肤通常难以达到理想的贴合状态，使得治疗效果也不够理想。为了克服上述人造皮肤的缺陷，现有技术中产生了打印皮肤的概念。即，采用含有皮肤层细胞的生物高分子材料(如生物胶)直接在受损部位涂布形成形状适应的人造皮肤。然而，生物胶自身不具有凝固性，必须加入交联剂才能凝固成人造皮肤。同时，生物胶的粘度较大，需要采用搅拌等手段才能保证混匀。因此，现有技术中一般采用预先混入交联剂的生物胶来进行涂布。但是，这样的方法要求涂布速度必须非常快，否则剩余的生物胶就会发生凝固而不能继续涂布；或者，每次使用少部分的交联剂和生物胶的混合液来涂布，总共需要进行多次混合和涂布，这样的过程不仅过于繁琐、费力，而且多次混合还增加了生物胶中的皮肤层细胞受污染的风险。因此，如何实现生物胶涂布与交联剂涂布之间的配合与衔接成为成功打印皮肤的关键，而现有技术还不能很好地解决这一关键问题。另外，现有技术还很难对涂布的方向进行精确的控制，因此打印的精度也很低。此外，病患的受损部位的位置和角度是各不相同的，并且喷头需要与人体表面保持一定角度才能保证涂布效果，因此病患为了尽量配合涂布的角度需要必须保持侧身、翻身或平躺等动作，一方面，这些动作并不能精确地达到涂布的角度要求，使得涂布的精确度不够高；另一方面，患者的侧身或翻身动作很难保持不变，一旦患者的姿势发生改变会严重影响涂布的精确度；如果将患者侧身或翻身后进行固定再进行涂布虽然可以保持患者姿势不变，但是患者会感觉非常难受，不利于治疗。
技术实现思路
本专利技术是为了解决上述问题而进行的，目的在于提供一种皮肤原位打印设备。本专利技术提供了一种皮肤原位打印设备，用于将通过打印而形成人工皮肤的生物胶和交联剂涂布在患者的预定部位，具有这样的特征，包括：平台装置，用于承载以及转动患者；打印头装置，用于将生物胶和交联剂涂布在预定部位，具有支架单元和设置在支架单元上并且用于容纳和涂布生物胶以及交联剂的喷头单元；涂布动力装置，用于向打印头装置提供涂布生物胶和交联剂时让生物胶以及交联剂被挤出喷头单元的动力；三轴式移动装置，用于驱动打印头装置移动至预定部位；以及控制装置，用于控制平台装置、打印头装置、涂布动力装置以及三轴式移动装置，使得平台装置的转动动作、打印头装置的涂布动作、涂布动力装置的提供动力动作以及三轴式移动装置的移动动作相互配合从而将生物胶和交联剂涂布在患者的预定部位，其中，喷头单元具有用于容纳和涂布生物胶的第一喷头组件以及用于容纳和涂布交联剂的第二喷头组件，第一喷头组件包括用于容纳生物胶的第一筒体和用于涂布生物胶的第一针头，第二喷头组件包括用于容纳交联剂的第二筒体和用于涂布交联剂的第二针头，第一针头和第二针头互相平行。在本专利技术提供的皮肤原位打印设备中，还可以具有这样的特征：其中，涂布动力装置为动力提供装置，用于向第一筒体和第二筒体提供压力空气从而将第一筒体内的生物胶从第一针头挤出以及将第二筒体内的交联剂从第二针头挤出，喷头单元还包括一个用于对第一筒体和第二筒体进行封闭的筒盖，筒盖上设置有空气入口，该空气入口同时与第一筒体的内腔以及第二筒体的内腔连通，用于将作为涂布动力的压力空气导入第一筒体的内腔以及第二筒体的内腔。在本专利技术提供的皮肤原位打印设备中，还可以具有这样的特征：其中，三轴式移动装置具有用于固定打印头装置的固定板，该固定板上设置有多个固定孔，支架单元包括连接体以及与连接体连接的用于容纳喷头单元的支架体，连接体具有连接板，该连接板上设置有多个安装孔，安装孔用于通过螺栓使连接板安装在不同位置的固定孔上从而使支架单元安装在固定板的不同位置上，支架体为容纳式支架体或夹式支架体。在本专利技术提供的皮肤原位打印设备中，还可以具有这样的特征：其中，第一针头的内径大于第二针头的内径。在本专利技术提供的皮肤原位打印设备中，还可以具有这样的特征：其中，第一针头的出液口低于第二针头的出液口。在本专利技术提供的皮肤原位打印设备中，还可以具有这样的特征：其中，第一针头和第二针头之间的距离为1mm～10mm。在本专利技术提供的皮肤原位打印设备中，还可以具有这样的特征：其中，平台装置包括：底座，包括水平部、分别设置在该水平部两端的两个垂直部以及由两个垂直部与水平部形成的安装槽，两个垂直部的上端的内表面上均设置有安装孔；承载台，安装在安装槽内，用于承载患者，具有上表面为平面的底板以及两个分别固定在底板的两端的三角板，两个三角板的外侧面上均设置有用于固定在安装孔内的固定轴；以及驱动机构，用于驱动承载台在安装槽内绕着两个固定轴形成的轴线进行摆动，从而使得承载台上的患者的预定部位的运动能够配合打印头装置的打印动作。在本专利技术提供的皮肤原位打印设备中，还可以具有这样的特征：其中，驱动机构包括步进电机以及与该步进电机电连接的信号接收器，步进电机以及信号接收器均设置在垂直部内，信号接收器用于接收来自控制装置的驱动信号，使得步进电机在驱动信号的驱动下进行转动。在本专利技术提供的皮肤原位打印设备中，还可以具有这样的特征：其中，三轴式移动装置具有支撑组件和设置在支撑组件上的第一丝杠组件、第二丝杠组件以及第三丝杠组件，第三丝杠组件具有第三滚珠轴承部，该第三滚珠轴承部用于沿竖直方向进行运动使得打印头装置沿竖直方向进行运动，第二丝杠组件用于驱动第三丝杠组件沿第二水平方向进行运动，使得打印头装置沿第二水平方向进行运动，第一丝杠组件用于驱动第二丝杠组件沿第一水平方向进行运动，使得第三丝杠组件和打印头装置沿第一水平方向进行运动，第一水平方向和第二水平方向互相垂直。在本专利技术提供的皮肤原位打印设备中，还可以具有这样的特征：其中，第一丝杠组件，设置在支撑组件上，具有沿第一水平方向延伸的第一丝杠、通过螺纹结合安装在该第一丝杠上的第一滚珠轴承部以及与该第一丝杠平行设置的第一滑杆；第二丝杠组件，具有沿第二水平方向延伸的第二丝杠、与第二丝杠的两端连接的滑槽，设置在该滑槽内并且通过螺纹结合安装本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种皮肤原位打印设备，用于将通过打印而形成人工皮肤的生物胶和交联剂涂布在患者的预定部位，其特征在于，包括：/n平台装置，用于承载以及转动所述患者；/n打印头装置，用于将所述生物胶和交联剂涂布在所述预定部位，具有支架单元和设置在所述支架单元上并且用于容纳和涂布所述生物胶以及所述交联剂的喷头单元；/n涂布动力装置，用于向所述打印头装置提供涂布所述生物胶和所述交联剂时让所述生物胶以及所述交联剂被挤出所述喷头单元的动力；/n三轴式移动装置，用于驱动所述打印头装置移动至所述预定部位；以及/n控制装置，用于控制所述平台装置、所述打印头装置、所述涂布动力装置以及所述三轴式移动装置，使得所述平台装置的转动动作、所述打印头装置的涂布动作、所述涂布动力装置的提供动力动作以及所述所述三轴式移动装置的移动动作相互配合从而将所述生物胶和所述交联剂涂布在所述患者的所述预定部位，/n其中，所述喷头单元具有用于容纳和涂布所述生物胶的第一喷头组件以及用于容纳和涂布所述交联剂的第二喷头组件，/n所述第一喷头组件包括用于容纳所述生物胶的第一筒体和用于涂布所述生物胶的第一针头，/n所述第二喷头组件包括用于容纳所述交联剂的第二筒体和用于涂布所述交联剂的第二针头，/n所述第一针头和所述第二针头互相平行。/n...

【技术特征摘要】
1.一种皮肤原位打印设备，用于将通过打印而形成人工皮肤的生物胶和交联剂涂布在患者的预定部位，其特征在于，包括：
平台装置，用于承载以及转动所述患者；
打印头装置，用于将所述生物胶和交联剂涂布在所述预定部位，具有支架单元和设置在所述支架单元上并且用于容纳和涂布所述生物胶以及所述交联剂的喷头单元；
涂布动力装置，用于向所述打印头装置提供涂布所述生物胶和所述交联剂时让所述生物胶以及所述交联剂被挤出所述喷头单元的动力；
三轴式移动装置，用于驱动所述打印头装置移动至所述预定部位；以及
控制装置，用于控制所述平台装置、所述打印头装置、所述涂布动力装置以及所述三轴式移动装置，使得所述平台装置的转动动作、所述打印头装置的涂布动作、所述涂布动力装置的提供动力动作以及所述所述三轴式移动装置的移动动作相互配合从而将所述生物胶和所述交联剂涂布在所述患者的所述预定部位，
其中，所述喷头单元具有用于容纳和涂布所述生物胶的第一喷头组件以及用于容纳和涂布所述交联剂的第二喷头组件，
所述第一喷头组件包括用于容纳所述生物胶的第一筒体和用于涂布所述生物胶的第一针头，
所述第二喷头组件包括用于容纳所述交联剂的第二筒体和用于涂布所述交联剂的第二针头，
所述第一针头和所述第二针头互相平行。


2.根据权利要求1所述的皮肤原位打印设备，其特征在于：
其中，所述涂布动力装置为动力提供装置，用于向所述第一筒体和所述第二筒体提供压力空气从而将所述第一筒体内的所述生物胶从所述第一针头挤出以及将所述第二筒体内的所述交联剂从所述第二针头挤出，
所述喷头单元还包括一个用于对所述第一筒体和所述第二筒体进行封闭的筒盖，
所述筒盖上设置有空气入口，该空气入口同时与所述第一筒体的内腔以及所述第二筒体的内腔连通，用于将作为涂布动力的所述压力空气导入所述第一筒体的内腔以及所述第二筒体的内腔。


3.根据权利要求1所述的皮肤原位打印设备，其特征在于：
其中，所述三轴式移动装置具有用于固定所述打印头装置的固定板，该固定板上设置有多个固定孔，
所述支架单元包括连接体以及与所述连接体连接的用于容纳所述喷头单元的支架体，
所述连接体具有连接板，该连接板上设置有多个安装孔，所述安装孔用于通过螺栓使所述连接板安装在不同位置的所述固定孔上从而使所述支架单元安装在所述固定板的不同位置上，
所述支架体为容纳式支架体或夹式支架体。


4.根据权利要求2所述的皮肤原位打印设备，其特征在于：
其中，所述第一针头的内径大于所述第二针头的内径。


5.根据权利要求1所述的皮肤原位打印设备，其特征在于：
其中，所述第一针头的出液口低于所述第二针头的出液口。

【专利技术属性】
技术研发人员：魏立安，葛红，
申请(专利权)人：上海叁钛生物科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31