微凝胶组装方法技术

本申请涉及组织工程技术领域，公开了一种微凝胶组装方法，包括：构建外部磁场；将操作盒置于所述外部磁场中，所述操作盒内容纳有微凝胶、微型机器人和微支架，所述微型机器人能够响应于所述外部磁场的磁场力，所述微凝胶内包含磁性材料且所述微凝胶可被所述微型机器人吸附；调控所述外部磁场，以控制所述微型机器人吸附和转运所述微凝胶，以及控制所述微型机器人将所述微凝胶释放至所述微支架上。本申请提供的微凝胶组装方法，解决了现有组装方法组装精度低、灵活性低且容易破坏微凝胶完整性的技术问题。技术问题。技术问题。

【技术实现步骤摘要】
微凝胶组装方法


[0001]本申请涉及组织工程
，尤其涉及一种微凝胶组装方法。

技术介绍

[0002]微组装就是将微小的材料物质按照所需要的、预定的结构进行三维拼装与搭建。目前水凝胶微组装方法包括自组装和机械组装两种。其中，自组装是基于微凝胶自身特性和相互作用力，使微凝胶自主地形成特定的结构或形态，由于自组装依赖自身作用力驱动，因此无法精确控制组装结果；机械组装是指通过外部的机械力或操纵手段，对水凝胶进行精确的控制和组装，由于机械组装通常依赖机械手等设备进行操控，因此容易导致微凝胶变形或损坏。
[0003]因此，有必要提供一种高精度、灵活性高且不会损坏微凝胶完整性的组装方法。

技术实现思路

[0004]本申请的目的在于提供一种微凝胶组装方法，用于解决现有组装方法组装精度低、灵活性低且容易破坏微凝胶完整性的技术问题。
[0005]为解决上述问题，本申请提供一种微凝胶组装方法，包括：
[0006]构建外部磁场；
[0007]将操作盒置于所述外部磁场中，所述操作盒内容纳有微凝胶、微型机器人和微支架，所述微型机器人能够响应于所述外部磁场的磁场力，所述微凝胶内包含磁性材料且所述微凝胶可被所述微型机器人吸附；
[0008]调控所述外部磁场，以控制所述微型机器人吸附和转运所述微凝胶，以及控制所述微型机器人将所述微凝胶释放至所述微支架上。
[0009]在一个实施例中，所述微型机器人对所述微凝胶的吸附力为F1，所述外部磁场对所述微凝胶的吸附力为F2，所述微凝胶在所述操作盒内的环境阻力为F3，F2＜F3＜F1。
[0010]在一个实施例中，所述控制所述微型机器人将所述微凝胶释放至所述微支架上，包括：通过控制所述微型机器人加速远离所述微凝胶、控制所述微型机器人加速旋转、将所述微凝胶固定于所述微支架并控制所述微型机器人远离所述微支架中的任意一种方式将所述微凝胶释放至所述微支架上。
[0011]在一个实施例中，所述构建外部磁场，包括：利用多个电磁线圈构建外部磁场。
[0012]在一个实施例中，调控所述外部磁场，以控制所述微型机器人转运所述微凝胶的过程中，所述组装方法还包括：利用手柄控制所述微型机器人和所述微凝胶的移动方向。
[0013]在一个实施例中，构建所述外部磁场时，还提供检测相机，所述检测相机用于获取所述微型机器人、所述微凝胶和所述微支架的图像信息，所述图像信息用于确定所述微型机器人、所述微凝胶和所述微支架的位置关系。
[0014]在一个实施例中于，所述检测相机包括第一相机和第二相机，所述第一相机用于获取水平方向的图像信息，所述第二相机用于获取竖直方向的图像信息。
[0015]在一个实施例中，所述磁性材料为磁性纳米颗粒。
[0016]在一个实施例中，所述微型机器人包括永磁铁。
[0017]在一个实施例中，所述操作盒内设有硅油溶液。
[0018]本申请提供的方案中，提供外部磁场，并将微型机器人、微凝胶和微支架设置于外部磁场内，通过调控外部磁场的磁感应强度和磁场梯度，能够操控微型机器人吸附、转运和释放微凝胶，从而将微凝胶固定于微支架上。此种微凝胶组装方法采用非接触式装配方式实现了单个微凝胶单元的三维运输及三维结构组装，不会损坏微凝胶自身结构，并且操作简单且灵活性高，能够应用于大空间、远距离、高精度、远程组装的情形中。
附图说明
[0019]为了更清楚地说明本申请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申请的一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0020]图1为本申请实施例提供的微凝胶组装方法的流程图；
[0021]图2为微凝胶组装示意图；
[0022]图3为本申请实施例提供的一种微凝胶释放方式示意图；
[0023]图4为本申请实施例提供的另一种微凝胶释放方式示意图；
[0024]图5为本申请实施例提供的又一种微凝胶释放方式示意图。
[0025]主要元件符号说明：
[0026]1、微型机器人；2、微凝胶；3、微支架。
具体实施方式
[0027]为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
[0028]需说明的是，当部件被称为“固定于”或“设置于”另一个部件，它可以是直接或者间接设置在该另一个部件上。当一个部件被称为是“连接于”另一个部件，它可以是直接或者间接连接至该另一个部件上。术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对专利的限制。术语“第一”、“第二”仅用于便于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明技术特征的数量。“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
[0029]在本申请说明书中描述的参考“一个实施例”、“一些实施例”或“实施例”意味着在本申请的一个或多个实施例中包括结合该实施例描述的特定特征、结构或特点。由此，在本说明书中的不同之处出现的语句“在一个实施例中”、“在一些实施例中”、“在其他一些实施例中”、“在另外一些实施例中”等不是必然都参考相同的实施例，而是意味着“一个或多个但不是所有的实施例”，除非是以其他方式另外特别强调。此外，在一个或多个实施例中，可以以任何合适的方式组合特定的特征、结构或特性。
[0030]第一方面，本申请提供了一种微凝胶组装方法，应用于组织工程领域，用于进行工程组织的重建。
[0031]参照图1和图2，本申请提供的微凝胶组装方法包括：
[0032]S11、构建外部磁场。
[0033]外部磁场是变化磁场，能够在匀强磁场和梯度磁场间进行转换。其中，匀强磁场是指内部的磁场强弱和方向处处相同的磁场，梯度磁场是具有梯度的磁场。
[0034]磁场梯度是指磁场在空间中的变化率或梯度，是表示磁场强度的空间导数。磁场梯度可以通过不同的磁体配置、磁体形状或外部场势来实现。
[0035]S12、将操作盒置于外部磁场中，操作盒内容纳有微凝胶2、微型机器人1和微支架3，微型机器人1能够响应于外部磁场的磁场力，微凝胶2内包含磁性材料且微凝胶2可被微型机器人1吸附。
[0036]操作盒(图中未示出)内还具有悬浮液，微凝胶2、微型机器人1和微支架3设置于悬浮液内。
[0037]微凝胶2是以无机或有机颗粒为基质形成的凝胶。微凝胶2内包含磁性材料，使得微凝胶单元具有磁响应性，从而微凝胶2能够响应于微型机器人1的磁场力。
[0038]微型机器人1即执行机器人，微型机器人1受外部磁场控制，并且还能够吸附微凝胶本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种微凝胶组装方法，其特征在于，包括：构建外部磁场；将操作盒置于所述外部磁场中，所述操作盒内容纳有微凝胶、微型机器人和微支架，所述微型机器人能够响应于所述外部磁场的磁场力，所述微凝胶内包含磁性材料且所述微凝胶可被所述微型机器人吸附；调控所述外部磁场，以控制所述微型机器人吸附和转运所述微凝胶，以及控制所述微型机器人将所述微凝胶释放至所述微支架上。2.根据权利要求1所述的微凝胶组装方法，其特征在于，所述微型机器人对所述微凝胶的吸附力为F1，所述外部磁场对所述微凝胶的吸附力为F2，所述微凝胶在所述操作盒内的环境阻力为F3，F2＜F3＜F1。3.根据权利要求1所述的微凝胶组装方法，其特征在于，所述控制所述微型机器人将所述微凝胶释放至所述微支架上，包括：通过控制所述微型机器人加速远离所述微凝胶、控制所述微型机器人加速旋转、将所述微凝胶固定于所述微支架并控制所述微型机器人远离所述微支架中的任意一种方式将所述微凝胶释放至所述微支架上。4.根据权利要求1所述的微凝胶组装方法，其特征在于，所述构建外部磁场，包括：利用多个电磁线圈构建外部磁场。5....

【专利技术属性】
技术研发人员：胡程志，唐月英，
申请(专利权)人：南方科技大学，
类型：发明
国别省市：