磁场控制三维取向的生物材料3D打印机制造技术

一种磁场控制三维取向的生物材料3D打印机，其中磁场控制三维取向的生物材料3D打印机设置有主体、用于粘附添加有响应磁场变化纤维的打印材料层的固定平台装置、用于对打印材料层产生可360

【技术实现步骤摘要】
磁场控制三维取向的生物材料3D打印机


[0001]本技术涉及生物打印
，特别涉及一种磁场控制三维取向的生物材料3D打印机。

技术介绍

[0002]生物3D打印是利用3D打印离散/堆积成型的基本原理和方法，对生物材料(包括天然生物材料和人工合成生物材料)或细胞悬浮液进行受控打印，形成所需的具有生物活性的植入物、细胞三维结构或人工组织器官等。生物3D打印作为生命科学与现代制造科学交叉的新兴技术，有利于构建组织工程中所需的各种三维仿生结构。
[0003]研究表明，细胞的取向性与其感受外界的力学刺激和结构形貌息息相关。目前主要的细胞的取向性控制是预先在细胞生长基底表面制作定向的凹槽或条纹结构，然后将细胞接种于基底，细胞就会沿着这些凹槽或条纹结构进行定向排列生长，实现细胞定向排列控制。然而这种方法只能在具有特定形貌的基底表面实现二维细胞的定向排列，无法用于生物3D打印构建任意所需的载细胞结构。
[0004]目前出现了通过在打印墨水中添加可响应磁场变化的纤维，然后控制纤维的取向并进行3D打印，得到具有多种取向的3D结构纤维产品，最后将细胞接种于这种产品，然后经取向的纤维就会诱导细胞生长方向，最终实现细胞三维取向控制。
[0005]公布号为CN106738898A的中国技术专利，公开了一种可编程定向短纤维增强复合材料3D打印方法及装置，该装置由主机架、供料仓、铺料装置、成型仓、废料箱、数字掩膜光固化系统以及可控磁场系统组成。该装置通过供料仓的上移、成型仓的下移及铺料装左右移动形成铺料装切片层厚度材料的铺设，然后可控磁场系统通过一个磁场源在成型仓两个相对侧面移动及水平面内180
°
旋转等运动，对打印材料产生磁场。但是该装置对纤维只能在打印材料的一侧产生磁场，造成固化区域内的磁场分布不均匀且难以完全包围成型仓的固化区域，从而影响纤维的取向效果。
[0006]因此，针对现有技术的不足，提供一种磁场控制三维取向的生物材料3D打印机以解决现有技术不足甚为必要。

技术实现思路

[0007]本技术的目的在于避免现有技术的不足之处而提供一种磁场控制三维取向的生物材料3D打印机。该磁场控制三维取向的生物材料3D打印机产生的磁场能均匀分布且完全覆盖固化区域。
[0008]本技术的上述目的通过以下技术措施实现：
[0009]提供一种磁场控制三维取向的生物材料3D打印机，包括有主体和光控装置，设置有用于粘附添加有响应磁场变化纤维的打印材料层的固定平台装置、用于对打印材料层产生磁场的磁场调节装置和用于带动所述固定平台装置升降的升降装置，所述升降装置固定装配于所述主体，所述固定平台装置与所述升降装置传动装配，所述磁场调节装置可360
°
旋转装配于所述固定平台装置的外周。
[0010]在所述固定平台装置与所述光控装置之间存在用于对打印材料层固化成型的固化区域，所述磁场调节装置的至少一对磁体分别位于固化区域底面的外周相对两侧并能进行360
°
旋转。
[0011]优选的，上述磁体的长度不小于所述固定平台装置的下底面的最大长度。
[0012]优选的，上述磁体对称设置于所述固化区域的底面。
[0013]优选的，上述固定平台装置与所述光控装置之间存在用于对打印材料层固化成型的固化区域，所述磁场调节装置的产生磁场位于固化区域底面的外周。
[0014]优选的，上述固定平台装置设置有悬臂、支架和粘附柱，所述悬臂的一端与所述升降装置传动装配，所述悬臂的一端与所述支架固定装配，所述粘附柱固定装配于所述支架的下方，所述磁场调节装置装配于所述悬臂，且所述磁场调节装置位于所述粘附柱外周，所述粘附柱位于所述光控装置的正上方。
[0015]优选的，上述磁场调节装置设置有驱动组件、旋转组件、磁体、用于带动所述磁体转动并使所述磁体始终位于所述固化区域底面的所述活塞杆，所述驱动组件固定装配于所述悬臂，所述旋转组件与所述驱动组件传动连接，且所述旋转组件可转动套设于所述支架的外表面，所述活塞杆的一端与所述旋转组件固定连接，所述活塞杆的另一端与所述磁体固定连接。
[0016]优选的，上述活塞杆设置有第一套管、塞件和内杆，所述第一套管的一端与所述旋转组件固定连接，所述内杆的一端活动装套于所述第一套管的另一端，且所述第一套管的另一端与所述内杆的外表面滑动抵接，所述磁体固定装配于所述内杆的另一端，所述塞件与所述内杆的一端固连接，所述塞件的外表面与所述第一套管的内表面滑动抵接。
[0017]优选的，上述旋转组件设置有齿环、旋转盘和第二套管，所述齿环固定装配于所述第二套管的上部外表面，所述旋转盘固定装配于所述第二套管的下部，且所述第二套管可转动套装于所述支架的外表面。
[0018]优选的，上述支架设置有固定杆、一对固定件和插销，一对所述固定件分别固定连接于所述悬臂的相对两侧，所述插销贯穿于所述固定杆的上部且两端分别装配于所述固定件，所述插销的末端贯穿于所述磁场调节装置并于所述粘附柱固定装配。
[0019]优选的，上述驱动组件设置有第一电机和齿轮，所述第一电机固定装配于所述悬臂，所述齿轮与所述第一电机的转动轴固定连接，所述齿轮与所述齿环啮合。
[0020]优选的，上述升降装置设置第二电机、支撑杆、滑轨、滑块、限位块和丝杆，所述支撑杆的一端和所述第二电机分别固定装配于所述主体，所述丝杆的一端与所述第二电机的转动轴固定连接，所述支撑杆的另一端和所述丝杆的另一端分别与所述限位块固定连接，且所述支撑杆和所述丝杆平行设置，所述滑轨固定装配于所述支撑杆的一侧面，所述滑轨位于所述支撑杆与所述丝杆之间，所述滑块的一侧与所述滑轨滑动连接，所述滑块的另一侧与所述悬臂固定装配，所述滑块的中间设置有内螺纹孔，所述丝杆套装于所述内螺纹孔。
[0021]本技术的磁场控制三维取向的生物材料3D打印机，还设置有控制面板，所述控制面板固定装配于所述主体。
[0022]优选的，上述磁体至少设置有一对，所述活塞杆至少设置有两对，且所述活塞杆的数量为所述活塞数量的两倍。
[0023]优选的，上述磁体位于所述固化区域的底面相对两个侧面。
[0024]优选的，上述光控装置为LCD屏幕。
[0025]优选的，上述磁体的长度不小于所述粘附柱的下底面的最大长度。
[0026]本技术的一种磁场控制三维取向的生物材料3D打印机，其中磁场控制三维取向的生物材料3D打印机设置有主体、用于粘附添加有响应磁场变化纤维的打印材料层的固定平台装置、用于对打印材料层产生磁场的磁场调节装置、用于带动所述固定平台装置升降的升降装置和用于对打印材料层固化成型的光控装置，所述升降装置和所述光控装置分别固定装配于所述主体，所述固定平台装置与所述升降装置传动装配，所述磁场调节装置可360
°
旋转装配于所述固定平台装置的外周，所述光控装置固定装配于所述主体；在所述固定平台装置与所述光控装置之间存在用于对打印材料层固化成型的固本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种磁场控制三维取向的生物材料3D打印机，包括有主体和光控装置，其特征在于：设置有用于粘附添加有响应磁场变化纤维的打印材料层的固定平台装置、用于对打印材料层产生磁场的磁场调节装置和用于带动所述固定平台装置升降的升降装置，所述升降装置固定装配于所述主体，所述固定平台装置与所述升降装置传动装配，所述磁场调节装置可360
°
旋转装配于所述固定平台装置的外周；在所述固定平台装置与所述光控装置之间存在用于对打印材料层固化成型的固化区域，所述磁场调节装置的至少一对磁体分别位于固化区域底面的外周相对两侧并能进行360
°
旋转。2.根据权利要求1所述的磁场控制三维取向的生物材料3D打印机,其特征在于：所述磁体的长度不小于所述固定平台装置的下底面的最大长度；所述磁体对称设置于所述固化区域的底面。3.根据权利要求1所述的磁场控制三维取向的生物材料3D打印机,其特征在于：所述固定平台装置设置有悬臂、支架和粘附柱，所述悬臂的一端与所述升降装置传动装配，所述悬臂的一端与所述支架固定装配，所述粘附柱固定装配于所述支架的下方，所述磁场调节装置装配于所述悬臂，且所述磁场调节装置位于所述粘附柱外周，所述粘附柱位于所述光控装置的正上方。4.根据权利要求3所述的磁场控制三维取向的生物材料3D打印机,其特征在于：所述磁场调节装置设置有驱动组件、旋转组件、用于带动所述磁体转动并使所述磁体始终位于所述固化区域底面的活塞杆，所述驱动组件固定装配于所述悬臂，所述旋转组件与所述驱动组件传动连接，且所述旋转组件可转动套设于所述支架的外表面，所述活塞杆的一端与所述旋转组件固定连接，所述活塞杆的另一端与所述磁体固定连接。5.根据权利要求4所述的磁场控制三维取向的生物材料3D打印机,其特征在于：所述活塞杆设置有第一套管、塞件和内杆，所述第一套管的一端与所述旋转组件固定连接，所述内杆的一端活动装套于所述第一套管的另一端，且所述第一套管的另一端...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴耀彬，秦茂宇，李婷，
申请(专利权)人：南方医科大学，
类型：新型
国别省市：