[發明專利]復合3D打印成型系統、成型方法及血管支架

有效

• 申請號: 201611080553.8
• 申請日: 2016-11-30
• 公開（公告）號: CN106584836B
• 公開（公告）日: 2019-06-21
• 發明（設計）人: 劉利彪;周煉
• 申請（專利權）人: 廣州博敏科技有限公司
• 主分類號: B29C64/112
• 分類號: B29C64/112;A61L27/50;A61L27/18;D01D5/00;B33Y30/00;B33Y10/00;B33Y70/00;B29L31/00
• 代理公司: 北京林達劉知識產權代理事務所(普通合伙) 11277
• 代理人: 劉新宇;張會華

本發明涉及組織工程領域，特別地涉及一種結合3D打印技術與靜電紡絲技術的復合3D打印成型系統、成型方法及血管支架。所述復合3D打印成型系統至少包括3D打印系統、靜電紡絲系統以及成型臺。3D打印系統能夠在成型臺的制冷平臺上打印3D模型，靜電紡絲系統能夠在所述3D模型上電紡成膜，通過溶解3D模型能夠得到中空的組織支架。本發明提供的復合3D打印成型系統，其結合了3D打印技術與靜電紡絲技術，綜合了兩者的優勢，使得能夠實現具有精確的三維結構以及優秀的力學性能和生物相容性的組織支架，并且本發明還提供了該復合3D打印成型系統所采用的成型方法以及通過該成型方法和復合3D打印成型系統得到的血管支架。

技術領域

本發明涉及組織工程領域，特別地涉及一種結合3D打印技術與靜電紡絲技術的復合3D打印成型系統、成型方法及血管支架。

背景技術

當前，心血管疾病嚴重地影響著人類的健康，為了治療此類疾病，血管移植是一種常見的方案。血管移植方法中所使用的血管來源包括：自體血管，異體血管和人造血管。其中，自體血管的效果最好，但是其來源有限且對供體部位傷害較大，而異體血管則存在免疫排斥和來源受限等問題。基于仿生學原理，通過組織工程構建仿生的人造血管才是最終的解決辦法。并且，人造血管也是其它大尺寸人工組織和器官成功構建和存活的基礎。現有的人造血管的構建有脫細胞基質法、細胞膜片法、微流體法、3D打印和靜電紡絲等多種技術，這其中的各種技術都有其各自的優勢和應用領域，相應的也有各自的局限。

其中，3D打印技術是通過將三維結構分割為二維加工數據，然后通過層層成型，逐層累積的原理來加工成型的。3D打印技術可以精確成型復雜的三維結構體，但是對于小直徑多分支的血管系統的構建卻有著困難：例如利用溫度相變制造的人工血管，因為工藝的原因，若用明膠、纖維蛋白原和海藻酸鈉等天然高分子材料，得到的人工血管其力學性能不足；若是用PLGA、PU等合成高分子材料，只有將其堆積到毫米級的厚度時才會具有一定的力學性能，但這種毫米級的結構體與天然血管有著較大的差別，不能很好地用于病變血管的修復與再生。靜電紡絲技術可以噴射出納米級纖維，形成力學強度和生物相容性都很優秀的薄膜，為后續的種植細胞的粘附、生長和遷徙提供良好的微觀環境，但是其必須以模具為基礎，在模具表面成型出特定的形狀，單獨的靜電紡絲裝置并不能精確成型復雜的三維結構。

發明內容

基于上述現有技術的缺陷而實現了本發明。本發明的一發明目的在于提供一種復合3D打印成型系統，其結合了3D打印技術與靜電紡絲技術，綜合了3D打印技術和靜電紡絲技術兩者的優勢，使得能夠實現具有精確的三維結構以及優秀的力學性能和生物相容性的組織支架。

本發明的另一發明目的在于提供一種根據本發明的復合3D打印成型系統所采用的成型方法。

本發明的又一發明目的在于提供一種采用根據本發明的成型方法通過根據本發明的3D打印成型系統得到的血管支架，能夠成型仿生自然的多分支多層人工血管。

為了實現上述的發明目的，本發明采用如下的技術方案。

本發明提供了一種如下的復合3D打印成型系統，所述復合3D打印成型系統包括：3D打印系統，所述3D打印系統包括至少一個3D打印噴頭；靜電紡絲系統，所述靜電紡絲系統包括多自由度移位機構以及設置于該多自由度移位機構的自由端的靜電紡絲噴頭；成型臺，所述成型臺能夠在所述3D打印系統與所述靜電紡絲系統之間移動，所述成型臺設置有制冷平臺；以及控制系統，所述控制系統至少用于控制所述3D打印系統、所述靜電紡絲系統和所述成型臺；其中，所述3D打印系統通過所述至少一個3D打印噴頭能夠在所述成型臺的所述制冷平臺上打印作為中間芯材的3D模型，并且所述靜電紡絲系統能夠通過所述多自由度移位機構使所述靜電紡絲噴頭對準所述3D模型的任意部位，以通過所述靜電紡絲噴頭在所述3D模型的表面紡絲成膜。

優選地，所述多自由度移位機構為具有至少三個自由度的移位機構。優選地，所述多自由度移位機構為機械臂，所述機械臂的端部設置有靜電紡絲噴頭。