【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于医工制造，涉及一种生物打印装置，尤其涉及一种声流体介导的超高细胞密度功能器官的沉降式生物打印装置及其打印方法。
技术介绍
1、3d生物打印技术是一种以计算机三维模型为“图纸”，装配特制“生物墨水”，最终制造出人造器官和生物医学产品的新科技手段。随着相关技术的快速发展，3d生物打印在经济生活和国防军事等领域也有广泛的应用前景。
2、3d生物打印机是一种能够在数字三维模型驱动下，按照增材制造原理定位装配生物材料或细胞单元，制造医疗器械、组织工程支架和组织器官等制品的装备。生物3d打印技术的原理是通过将细胞和生物材料定位精确地进行打印，最终形成符合解剖结构和功能要求的人体器官。其基本工作流程包括医学影像技术的应用、计算机辅助设计软件的使用、生物材料和细胞的打印以及细胞培养和器官的成熟化。通过这个过程，可以实现人体器官的再生和移植。
3、虽然目前已经出现了一些生物打印方法或装置，但是与细胞密度一般大于4000万个细胞每毫升的天然组织下相比，现有的生物打印方法或装置无法实现超高细胞密度的打印。因为在基于喷射的生物打印中，高细胞密度生物墨水的机械挤压或牵引通常会导致细胞损伤，而基于光刻的生物打印中缺乏有效可控的细胞组装策略，这些瓶颈限制了传统三维生物打印的应用。
技术实现思路
1、本专利技术提供一种声流体介导的超高细胞密度功能器官的沉降式生物打印装置及其打印方法，以克服现有技术的缺陷。
2、为实现上述目的，本专利技术提供一种声流体介导的超高细胞
3、进一步，本专利技术提供一种声流体介导的超高细胞密度功能器官的沉降式生物打印装置，还可以具有这样的特征：其中，所述阵列声表面波芯片中，多个叉指电极的偏转角度相同。
4、进一步，本专利技术提供一种声流体介导的超高细胞密度功能器官的沉降式生物打印装置，还可以具有这样的特征：其中，所述叉指电极的偏离角度为：0°＜偏离角度＜90°。
5、进一步，本专利技术提供一种声流体介导的超高细胞密度功能器官的沉降式生物打印装置，还可以具有这样的特征：其中，所述阵列声表面波芯片中，多个叉指电极在圆环上均匀分布。多个叉指电极共用同一个压电基底，即在一个压电基底上加工出多个电极图形。
6、阵列声表面波芯片的制作基于半导体制备工艺，首先利用计算机辅助软件对电极排列进行设计、再利用标准软光刻工艺和电子束金属沉积技术在压电基底上加工金属电极，具体方法为：通过热塑成型得到多个叉指电极的电极图形的掩膜版，旋涂正型光刻胶在铌酸锂压电基底上，复刻及洗脱得到掩膜版上的电极图形；再利用电子束蒸发在压电基底上沉积铬膜、金膜；最后在60℃的甲醛中洗脱出阵列声表面波芯片。
7、进一步，本专利技术提供一种声流体介导的超高细胞密度功能器官的沉降式生物打印装置，还可以具有这样的特征：其中，所述叉指电极内电极对数为3～10对，波长为200～350μm。阵列声表面波芯片的驱动信号为250mvpp电压的正弦交流电输入。
8、进一步，本专利技术提供一种声流体介导的超高细胞密度功能器官的沉降式生物打印装置，还可以具有这样的特征：其中，所述打印容器能够上下移动。
9、进一步，本专利技术提供一种声流体介导的超高细胞密度功能器官的沉降式生物打印装置，还可以具有这样的特征：其中，所述装置还包括打印头；阵列声表面波芯片固定在打印头底部，具体的是压电基底与打印头固定，电极图形(金电极)朝向打印墨水。
10、本专利技术还提供一种声流体介导的超高细胞密度功能器官的沉降式生物打印装置的打印方法，具有这样的特征：单层组织器官的打印方法包括以下步骤：s1.1、通过所述固化光源曝光出圆环形的投影，使打印墨水固化形成圆环形的声场边界；s1.2、开启所述阵列声表面波芯片，形成聚焦声表面波声场，在声场边界内引发流体漩涡，从而聚集打印墨水中的细胞；s1.3、通过所述固化光源曝光出待打印形状的投影，使打印墨水固化出内含聚集细胞的待打印形状的组织器官；s1.4、通过所述固化光源曝光出内含已打印组织器官形状的投影，使打印墨水固化出内含有步骤三组织器官的单层打印结构。
11、进一步，本专利技术提供一种声流体介导的超高细胞密度功能器官的沉降式生物打印装置的打印方法，还可以具有这样的特征：多层组织器官的打印方法包括以下步骤：s1、先按照所述单层组织器官的打印方法打印单层打印结构；s2、下移打印平台，重复s1.1～s1.4，在单层打印结构上方打印出第二层打印结构；s3、重复n次s2，得到n+2层打印结构，n≥0。
12、进一步，本专利技术提供一种声流体介导的超高细胞密度功能器官的沉降式生物打印装置的打印方法，还可以具有这样的特征：其中，所述阵列声表面波芯片/前一层打印结构的下表面与打印平台之间的距离为该层打印结构的厚度。
13、本专利技术的有益效果在于：本专利技术提供一种声流体介导的超高细胞密度功能器官的沉降式生物打印装置及其打印方法，用于三维打印具有超高细胞密度和复杂几何结构和功能的仿生器官。该方法基于聚焦表面声波引起的漩涡将细胞聚集在预聚合的固液界面上，得到细胞密度与天然组织相当的细胞水凝胶载体。再通过集成沉降式立体光刻工艺，可以生成具有三维复杂层次的仿生细胞结构。此外，高细胞密度使得细胞组织模型呈现更加成熟的功能。声波引发的细胞聚集，可以极大地提高打印墨水内的细胞浓度，从而实现高度仿生器官的快速建造。这种基于声流体介导的三维生物打印技术具有快速和可重复使用的特点，以及细胞浓度可调节且无需对细胞进行任何修饰的优点。
14、具体的，本专利技术通过阵列聚焦声表面波和圆环形的声场边界产生涡旋。首先，每一个聚焦型叉指电极会在压电铌酸锂基底表面产生聚焦型的脉冲声表面波。随之传播耦合进入扁圆柱形的液体层，由于声波在传播过程中的衰减效应，会在此声表面波传播方向引起液体的定向流动，表现为液体脉冲的形式。然后，液体脉冲由于不指向圆环形声场边界的圆心，同时经圆环形声场边界的约束形成一个漩涡状的液体流动。此液体涡旋流动效应被多个聚焦型叉指电极同时增强。最后，在此涡旋的带动下，液体内的细胞均会被富集在圆环形声场边界内的中心区域，从而实现细胞密度的精确可控增强。
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1.一种声流体介导的超高细胞密度功能器官的沉降式生物打印装置，其特征在于：
2.根据权利要求1所述的声流体介导的超高细胞密度功能器官的沉降式生物打印装置，其特征在于：
3.根据权利要求1所述的声流体介导的超高细胞密度功能器官的沉降式生物打印装置，其特征在于：
4.根据权利要求1所述的声流体介导的超高细胞密度功能器官的沉降式生物打印装置，其特征在于：
5.根据权利要求1所述的声流体介导的超高细胞密度功能器官的沉降式生物打印装置，其特征在于：
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7.根据权利要求1所述的声流体介导的超高细胞密度功能器官的沉降式生物打印装置，其特征在于：
8.如权利要求1～7任意一项所述的声流体介导的超高细胞密度功能器官的沉降式生物打印装置的打印方法，其特征在于：
9.根据权利要求8所述的声流体介导的超高细胞密度功能器官的沉降式生物打印装置的打印方法，其特征在于：
10.根据权利要求8所述的声流体介导的超高细
...【技术特征摘要】
1.一种声流体介导的超高细胞密度功能器官的沉降式生物打印装置，其特征在于：
2.根据权利要求1所述的声流体介导的超高细胞密度功能器官的沉降式生物打印装置，其特征在于：
3.根据权利要求1所述的声流体介导的超高细胞密度功能器官的沉降式生物打印装置，其特征在于：
4.根据权利要求1所述的声流体介导的超高细胞密度功能器官的沉降式生物打印装置，其特征在于：
5.根据权利要求1所述的声流体介导的超高细胞密度功能器官的沉降式生物打印装置，其特征在于：
6.根据权利要求1所述...
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