[發明專利]基于靜電直寫與靜電紡絲技術的分層血管支架成形系統及方法

有效

• 申請號: 201610277272.5
• 申請日: 2016-05-01
• 公開（公告）號: CN105839204B
• 公開（公告）日: 2018-03-02
• 發明（設計）人: 劉媛媛;蔣維健;謝明亮;孫振林;胡慶夕
• 申請（專利權）人: 上海大學
• 主分類號: D01D5/00
• 分類號: D01D5/00;A61F2/07
• 代理公司: 上海上大專利事務所(普通合伙)31205
• 代理人: 陸聰明

1.一種基于靜電直寫與靜電紡絲技術的分層血管支架成形系統，包括供料系統(I)、紡絲收集系統(II)、三軸運動平臺(3)、電源(4)和計算機控制系統(5)，其特征在于：所述供料系統(I)安置在三軸運動平臺(3)的Z軸滑塊上；所述紡絲收集系統(II)固定安裝在三軸運動平臺(3)的XY軸平臺上，使供料系統(I)的注射器針頭(14)軸線與紡絲收集系統(II)的芯軸(22)的軸線垂直相交；所述電源(4)正極連接注射器針頭(14)的金屬部分，負極連接芯軸(22)的金屬部分；所述計算機控制系統(5)與三軸運動平臺(3)電連接，控制三軸運動平臺(3)的三維移動。

2.根據權利要求1所述的基于靜電直寫與靜電紡絲技術的分層血管支架成形系統，其特征在于：所述的供料系統(I)包括微量泵控制器(11)、微量泵執行機構(12)、注射器活塞筒體(13)和注射器針頭(14)；所述微量泵執行機構(12)固定在三軸運動平臺(3)的Z軸滑塊上，Z軸滑塊帶動微量泵執行機構(12)沿Z軸方向運動，所述注射器活塞筒體(13)固定安裝在微量泵執行機構(12)上，注射器針頭(14)固定在注射器活塞筒體(13)的底端，微量泵執行機構(12)在微量泵控制器(11)的連接驅動下，推動注射器活塞筒體(13)進行紡絲材料的擠出。

3.根據權利要求1所述的基于靜電直寫與靜電紡絲技術的分層血管支架成形系統，其特征在于：所述的紡絲收集系統(II)由步進電機(21)、芯軸(22)、紡絲收集機架(23)、聯軸器(24)、第一軸承端蓋(25)、深溝球軸承(26)、套筒(27)和第二軸承端蓋(28)組成；所述紡絲收集機架(23)與三軸運動平臺(3)的XY軸平臺固定連接，使紡絲收集系統(II)隨三軸運動平臺(3)的XY軸平臺進行運動，所述步進電機(21)安裝在紡絲收集機架(23)的一端，步進電機(21)的伸出軸通過聯軸器(24)與芯軸(22)連接，所述芯軸(22)兩端通過深溝球軸承(26)和套筒(27)安裝在紡絲收集機架(23)上，第一軸承端蓋(25)和第二軸承端蓋(28)安裝在紡絲收集機架(23)上。

4.根據權利要求1所述的基于靜電直寫與靜電紡絲技術的分層血管支架成形系統，其特征在于：所述的電源(4)正極連接注射器針頭(14)的金屬部分，負極連接芯軸(22)的金屬部分，從而在注射器針頭(14)與芯軸(22)之間形成高壓電場。

5.一種基于靜電直寫與靜電紡絲技術的分層血管支架成形方法，采用根據權利要求1所述的基于靜電直寫與靜電紡絲技術的分層血管支架成形系統進行操作，其特征在于，操作步驟如下：

1)成形血管支架的最內層：調整注射器針頭(14)與芯軸(22)之間的距離，使其滿足電紡絲形成的條件，電源(4)的正極連接注射器針頭(14)的金屬部分，負極連接芯軸(22)的金屬部分，從而在注射器針頭(14)與芯軸(22)之間形成高壓電場，在微量泵執行機構(12)的推力和靜電場力的共同作用下，注射器針頭(14)噴射出納米級的纖維絲，同時步進電機(21)帶動芯軸(22)以恒定速率旋轉，三軸運動平臺(3)的XY軸平臺帶動紡絲收集系統(II)以恒定速率沿X軸方向往復運動，從而在芯軸(22)上形成一層納米級纖維網，即血管支架的最內層；

2)成形血管支架中間層的軸向分布結構：減小注射器針頭(14)與芯軸(22)之間的距離，改變電源(4)電壓，使其滿足靜電直寫發生的條件，電源(4)的正極連接注射器針頭(14)的金屬部分，負極連接芯軸(22)的金屬部分，從而在注射器針頭(14)與芯軸(22)之間形成高壓電場，在微量泵執行機構(12)的推力和靜電場力的共同作用下，實現納米纖維的可控沉積，同時步進電機(21)帶動芯軸(22)以恒定速率旋轉，三軸運動平臺(3)的XY軸平臺帶動紡絲收集系統(II)以恒定速率沿X軸方向往復運動，從而在芯軸(22)上形成一層沿軸向分布的排列有序且連續的納米纖維；

3)成形血管支架中間層的周向分布結構：保持注射器針頭(14)與芯軸(22)之間的距離不變，電源(4)電壓不變，電源(4)的正極連接注射器針頭(14)的金屬部分，負極連接芯軸(22)的金屬部分，從而在注射器針頭(14)與芯軸(22)之間形成高壓電場，在微量泵執行機構(12)的推力和靜電場力的共同作用下，實現納米纖維的可控沉積，同時步進電機(21)帶動芯軸(22)以恒定速率旋轉，三軸運動平臺(3)的XY軸平臺帶動紡絲收集系統(II)以恒定速率沿X軸方向單向運動，從而在芯軸(22)上形成一層沿周向分布的排列有序且連續的納米纖維，與血管支架中間層的軸向分布結構一同構成血管支架的中間層；

4)成形血管支架的最外層：調整注射器針頭(14)與芯軸(22)之間的距離，使其滿足電紡絲形成的條件，電源(4)的正極連接注射器針頭(14)的金屬部分，負極連接芯軸(22)的金屬部分，從而在注射器針頭(14)與芯軸(22)之間形成高壓電場，在微量泵執行機構(12)的推力和靜電場力的共同作用下，注射器針頭(14)噴射出納米級的纖維絲，同時步進電機(21)帶動芯軸(22)以恒定速率旋轉，三軸運動平臺(3)的XY軸平臺帶動紡絲收集系統(II)以恒定速率沿X軸方向往復運動，從而在芯軸(22)上形成一層納米級纖維網，即血管支架的最外層；

5)將紡絲結構從芯軸(22)上取下，最終得到具有三層結構的血管支架。