[發(fā)明專利]一種生物3D打印機(jī)成型室滅菌照明系統(tǒng)及生物3D打印機(jī)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710829386.0
• 申請日: 2017-09-14
• 公開（公告）號: CN107469101A
• 公開（公告）日: 2017-12-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張傳杰;唐學(xué)文;袁玉宇;肖芳煌;鐘懷秋;陳瑞
• 申請（專利權(quán)）人: 廣州邁普再生醫(yī)學(xué)科技有限公司
• 主分類號: A61L2/10
• 分類號: A61L2/10;A61L2/26;F21K9/20;F21V5/08;F21V15/02;F21V23/00;F21V23/04
• 代理公司: 廣州粵高專利商標(biāo)代理有限公司44102
• 代理人: 馮振寧

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及3D打印設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，更具體地，涉及一種生物3D打印機(jī)成型室滅菌照明系統(tǒng)及生物3D打印機(jī)。

背景技術(shù)

生物3D打印技術(shù)是借助3D打印的原理將具有生物相容性的材料或者細(xì)胞直接打印成所需要的三維結(jié)構(gòu)。生物3D打印技術(shù)對成型室內(nèi)的環(huán)境要求極高，所以在生物3D打印開始之前都需要對成型室內(nèi)進(jìn)行滅菌處理。常用的滅菌處理方式有熱力滅菌和紫外滅菌兩種。其中，熱力滅菌主要是利用高溫使菌體蛋白質(zhì)變性或凝固，代謝發(fā)生障礙，導(dǎo)致細(xì)菌死亡。比較典型的有焚燒法、煮沸法、巴氏消毒法、高壓蒸汽滅菌法等。由于熱力技術(shù)固有的使用限制，使得該方法不能針對具有熱不穩(wěn)定性的物品進(jìn)行滅菌處理。高溫高壓可能會導(dǎo)致此類物品產(chǎn)生變形甚至融化，造成不可修復(fù)性破壞。

紫外滅菌是一種利用紫外線LED燈或者汞蒸氣紫外燈產(chǎn)生的紫外線殺死細(xì)菌等微生物的技術(shù)，由于其有效性、經(jīng)濟(jì)性、安全性的優(yōu)點被廣泛應(yīng)用于各種滅菌消毒領(lǐng)域。在空氣凈化領(lǐng)域，也可以通過紫外線消毒的方式殺滅空氣中的有害微生物，達(dá)到提高空氣質(zhì)量的目的。紫外線會破壞微生物的 DNA、RNA，可以有效殺死微生物。

但由于紫外線的穿透能力較弱，只能對物品的表面進(jìn)行滅菌消毒，并且，由于光的傳播方式，在物品背光處由于沒有紫外線照射，也不能形成有效的滅菌處理。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明為克服上述現(xiàn)有技術(shù)所述的至少一種缺陷，提供一種生物3D打印機(jī)成型室滅菌照明系統(tǒng)。一方面，本發(fā)明提供了一種利用兩種特定波段的紫外線互相協(xié)助的方式實現(xiàn)生物3D打印機(jī)密閉成型室高效無死角滅菌的目的，且在滅菌結(jié)束后能夠快速有效地將成型室中的臭氧進(jìn)行消除，避免打印時臭氧對細(xì)胞等生物材料的破壞。另一方面，本發(fā)明提供了一種3D打印機(jī)成型室的照明系統(tǒng)的設(shè)計，不僅解決了生物3D打印操作時光線不足的問題，而且通過將照明系統(tǒng)和滅菌系統(tǒng)進(jìn)行巧妙結(jié)合，將其整合為一個獨立的模塊，可以有效減少設(shè)備的體積和復(fù)雜程度，并且提高了滅菌照明系統(tǒng)的易安裝性和裝配靈活性。

本發(fā)明的另一個目的是提供一種具有上述滅菌照明系統(tǒng)的生物3D打印機(jī)。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種生物3D打印機(jī)成型室滅菌照明系統(tǒng)，其中，包括外殼和設(shè)于所述外殼底部，并與所述外殼圍成一個腔體的支撐板，所述支撐板的一側(cè)設(shè)有光擴(kuò)散板，支撐板的另一側(cè)設(shè)有第一進(jìn)氣口、第二進(jìn)氣口和出氣口，所述第一進(jìn)氣口上設(shè)有第一開關(guān)裝置，所述第二進(jìn)氣口上設(shè)有空氣處理器和第二開關(guān)裝置，所述出氣口上設(shè)有抽風(fēng)裝置，所述抽風(fēng)裝置優(yōu)選為風(fēng)扇；所述外殼頂部的內(nèi)壁上與所述光擴(kuò)散板對應(yīng)的位置設(shè)有LED燈和紫外燈，所述紫外燈為能夠產(chǎn)生短波紫外線（UVC）和真空紫外線（VUV）的紫外線燈。

優(yōu)選地，所述紫外燈產(chǎn)生的短波紫外線的波長為253~255nm，所述紫外燈產(chǎn)生的真空紫外線的波長為185nm。

優(yōu)選地，所述外殼與所述支撐板圍成的腔體中設(shè)有臭氧濃度傳感器。

本發(fā)明的滅菌照明系統(tǒng)是安裝在生物3D打印機(jī)成型室的上方，該滅菌照明系統(tǒng)可以為成型室提供照明也可以對成型室進(jìn)行滅菌處理。在進(jìn)行生物3D打印前，最重要的準(zhǔn)備工作是對打印機(jī)的成型室進(jìn)行全面的滅菌消毒。本發(fā)明中，在外殼內(nèi)壁上設(shè)置了能夠產(chǎn)生短波紫外線（UVC）和真空紫外線（VUV）的紫外線燈，因此可以提供一種紫外線直接滅菌和臭氧滅菌結(jié)合的雙重滅菌處理方法。其中，紫外線直接滅菌由波長為253~255nm的紫外線完成，253~255nm波段的紫外線本身具有較強的殺菌作用，在設(shè)計時，只需要將紫外線燈安裝在距離光擴(kuò)散板較近的位置處，利用光擴(kuò)散板將253~255nm波段的紫外線擴(kuò)散至成型室內(nèi)即可進(jìn)行滅菌。臭氧滅菌作為紫外滅菌的補充措施，可以有效彌補紫外滅菌的弊端，使得滅菌更徹底。臭氧產(chǎn)生的方式有多種，在本發(fā)明中，選用的是采用波長為185nm的紫外線照射空氣產(chǎn)生臭氧的方式。185nm波段的紫外線本身不具有滅菌作用，在此只利用其照射空氣產(chǎn)生臭氧的原理，但是，波長越短的紫外線穿透能力越弱，如果強行讓185nm波段的紫外線通過光擴(kuò)散板照射進(jìn)成型室產(chǎn)生臭氧，結(jié)果是臭氧生成率非常微弱，幾乎起不到殺菌作用。為此，本發(fā)明特意在支撐板上設(shè)置了第一進(jìn)氣口和出氣口，且在第一進(jìn)氣口上設(shè)有第一開關(guān)裝置，在出氣口上設(shè)有抽風(fēng)裝置；這樣第一進(jìn)氣口允許成型室中的空氣不斷送到產(chǎn)生185nm波長紫外線的紫外燈周圍產(chǎn)生臭氧，產(chǎn)生的臭氧被抽風(fēng)裝置推送回成型室中，完成臭氧滅菌過程。