[實用新型]用以制備復合人工氣管的3D打印機

有效

• 申請號: 201820981187.1
• 申請日: 2018-06-25
• 公開（公告）號: CN208532820U
• 公開（公告）日: 2019-02-22
• 發明（設計）人: 任昊;張瑞婷;龔宵翔;楚曉婷;王浩
• 申請（專利權）人: 希瑞干細胞科技有限公司
• 主分類號: C12M3/00
• 分類號: C12M3/00;B33Y30/00
• 代理公司: 無錫市匯誠永信專利代理事務所(普通合伙) 32260
• 代理人: 張歡勇

本實用新型公開了一種用以制備復合人工氣管的3D打印機，包括外殼和外殼內部的成型室，成型室內設有打印接收臺，打印接收臺為柱狀結構且與運動控制模塊相連，能夠進行繞軸轉動和X方向的平移，打印接收臺上方設有兩個打印噴頭，經控制模塊驅動能夠進行Y方向的平移，打印噴頭與打印接收臺柱面相向，沿打印接收臺的軸線進行軸向運動，沿打印接收臺的柱面逐層噴打打印材料，兩個打印噴頭為與一個高溫墨倉相連的第一打印噴頭以及與兩個低溫墨倉相連的第二打印噴頭，第二打印噴頭的上殼體旋轉設置在下殼體的腔體內，外殼上至少安裝有霧化器、半導體溫控器和空氣濾清器。本實用新型結構緊湊、易操作，實現了人工氣管管腔結構的快速高質量成型3D打印。

技術領域

本實用新型涉及生物3D打印技術領域，尤其涉及一種用以制備復合人工氣管的3D打印機。

背景技術

氣管的惡性腫瘤、良性占位性病變或者氣管狹窄、外傷，行長段氣管切除(成人大于全長的50％，兒童大于30％)后，切緣不能直接進行吻合，需要氣管替代物的植入，才可進行吻合，恢復氣管的呼吸通氣功能。理想氣管替代材料需要具備以下幾種特質：(1)封密的管腔結構；(2)質地柔韌；(3)良好的生物相容性；(4)低炎性反應；(5)低免疫性；(6)有助于生長氣管上皮細胞的管內壁。隨著科研人員在氣管重建上的研究的深入，氣管重建替代物的選擇越來越多，逐漸成熟。因此同種異體氣管移植和組織工程氣管一直以來是氣管外科的研究熱點。

最近的十年，增材制造技術，也就是人們熟悉的“3D打印技術”的快速發展，為生物醫學界帶來新的啟迪。生物3D打印是指通過3D打印的原理和方法，將生物材料(包括天然生物材料和合成生物材料或細胞溶液)打印成為設計的三維結構體的技術。與普通的3D打印技術相比，生物3D打印技術的特點在于其所生產的生物組織或器官還具有一定的生物學功能，需為細胞和組織的進一步生長提供條件，而且，由于構建生物組織的細胞，只有在微觀上按照生物學規律精確排布才能實現細胞間的信號傳遞和組織的復雜生物學功能，因此，生物3D打印的過程除了要讓細胞存活之外，還需要不斷追求實現細胞更為精確的排布。可見，生物3D打印技術在發展中面臨著許多不同于普通3D打印技術的特定技術問題。

生物3D打印設備采用噴頭將由活體細胞制成的生物墨汁噴出，生物墨汁隨著噴頭的移動在打印載體上排列成預設結構，最終形成生物組織。可是，由于目前設備發展的限制以及氣管結構和功能的特殊性，目前尚無成熟實用的氣管生物打印方案存在。

因此，本領域的技術人員致力于開發一種用以制備復合人工氣管的3D打印機。

實用新型內容

有鑒于現有技術的上述缺陷，本實用新型所要解決的技術問題是提供一種能夠制備復合人工氣管的3D打印機。

為實現上述目的，本實用新型提供了一種用以制備復合人工氣管的3D打印機，包括外殼和外殼內部的成型室，成型室內設有打印接收臺，其中，

打印接收臺為柱狀結構且與運動控制模塊相連，打印接收臺經控制模塊驅動能夠進行繞軸轉動和X方向的平移，打印接收臺上方設有兩個打印噴頭，打印噴頭與控制模塊相連，打印噴頭經控制模塊驅動能夠進行Y方向的平移，打印噴頭與打印接收臺柱面相向，沿打印接收臺的軸線進行軸向運動，沿打印接收臺的柱面逐層噴打打印材料；

兩個打印噴頭設置為與一個高溫墨倉相連的第一打印噴頭以及與兩個低溫墨倉相連的第二打印噴頭，高溫墨倉內裝有硬材料混合物，兩個低溫墨倉內分別裝有支氣管上皮細胞生物復合材料和軟骨細胞生物復合材料，第二打印噴頭與兩個低溫墨倉可切換地連接，高溫墨倉和兩個低溫墨倉各與一個氣泵連接；

第二打印噴頭的噴頭殼體分為上殼體和下殼體，上殼體內部設有左、右兩個低溫墨倉，上殼體外壁上設有左輸料圓孔和右輸料圓孔，左輸料圓孔與左低溫墨倉對應相通，右輸料圓孔與右低溫墨倉對應相通，下殼體的截面呈凹字型結構，下殼體的中軸處與電機連接，下殼體的內部開有輸料管道，輸料管道上側開有輸料口，輸料管道的中部設有開關閥，上殼體旋轉設置在下殼體的腔體內，針頭安裝在下殼體的底部并與輸料管道連通相接；