[發明專利]一種微結構生物材料定向降溫制備裝置

有效

• 申請號: 202110378859.6
• 申請日: 2021-04-08
• 公開（公告）號: CN113091361B
• 公開（公告）日: 2021-12-21
• 發明（設計）人: 于海洋;王中熠;譚欣
• 申請（專利權）人: 四川大學
• 主分類號: F25D3/10
• 分類號: F25D3/10;F25D23/00;F25D29/00
• 代理公司: 成都行之專利代理事務所(普通合伙) 51220
• 代理人: 伍旭偉

本發明公開了一種微結構生物材料定向降溫制備裝置，涉及微結構生物材料技術領域，包括冷源罐，冷源罐內設有放置筒，放置筒內設有導冷機構，包括第一導冷柱，第一導冷柱的一端延伸至冷源罐的外部并插入到密封件內，密封件密封冷源罐，密封件連通物料腔室，物料腔室的出口處設有密封的保溫蓋，形成冷源沿第一導冷柱將能量傳遞至物料腔室的定向傳導結構，第一導冷柱的兩端分別位于冷源罐的內外部，在第一導冷柱位于冷源罐外部的部分處設置可以容納物料的物料腔室，使物料與第一導冷柱接觸，冷源的能量通過第一導冷柱的定向導向傳遞給物料，控制冷源傳導的方向，進而控制冰晶的生長方向，降低材料制備難度，重復性高、再現性好、過程可控。

技術領域

本發明涉及微結構生物材料技術領域，具體涉及一種微結構生物材料定向降溫制備裝置。

背景技術

骨再生材料一直是國內外臨床醫生研究的熱點之一，而制備規則微結構生物材料立足于骨組織工程發展前沿，具有重要的仿生和應用價值，其制備方式有多種，如采用已有的控制性降溫裝置，通過真空冷凍干燥法是，將物料中的溶劑在低溫下凍結，并在真空或低壓下將物料中的冰晶直接升華，獲得具有一定微孔結構的材料，這種制備方法原理簡單，但不足之處是：(1)不能實現定向導冷，即控制冰晶的生長方向；(2)不能精準控制物料的降溫速度，加大材料制備的難度，重復性及可控性較差。

另外現有的控制性降溫裝置多結合冷源和制冷壓縮機，對于制冷要求高的機器大而重，不容易實現輕量化，且裝置內部的壓縮氣流容易出現波動，影響微結構材料的制備效果。

本發明則以制備規則微結構生物材料為出發點，根據需求設計降溫方向和物料降溫速度均可控制的梯度降溫裝置，實現定向梯度降溫，該儀器占有空間小、降溫范圍大且可調、易于操控、安全精準、節能環保。

發明內容

本發明的目的在于提供一種微結構生物材料定向降溫制備裝置，解決了現有的降溫裝置無法定向導冷、精準控制物料降溫速度的問題。

本發明通過下述技術方案實現：包括冷源罐，所述冷源罐內設有放置筒，所述放置筒內設有導冷機構，所述導冷機構包括第一導冷柱，所述第一導冷柱的一端延伸至所述冷源罐的外部并插入到密封件內，所述密封件密封所述冷源罐，所述密封件連通物料腔室，所述物料腔室的出口處設有密封的保溫蓋，形成冷源沿所述第一導冷柱將能量傳遞至所述物料腔室的定向傳導結構。

優選地，所述導冷機構還包括第二導冷柱，所述第二導冷柱套接在所述第一導冷柱位于所述冷源罐外的一端，所述第二導冷柱的一端連接所述冷源罐，另一端插入所述密封件的內部。

優選地所述第一導冷柱和所述第二導冷柱均沿垂直方向設置。

優選地所述第一導冷柱位于所述冷源罐外的一面設有第一溫度傳感器，所述第二導冷柱的外部裹套有加熱圈，所述加熱圈靠近所述第二導冷柱的一面固定設有加熱溫度傳感器，所述保溫蓋上設有第二溫度傳感器，所述第一溫度傳感器、第二溫度傳感器、加熱溫度傳感器、加熱圈均電連接控制臺相應的接口；

所述第一溫度傳感器用于檢測物料靠近所述導冷機構的第一區溫度、并將第一區溫度信號輸送至所述控制臺；

所述第二溫度傳感器用于檢測物料遠離所述導冷機構的第二區溫度、并將所述第二區溫度信號輸送至控制臺；

所述加熱溫度傳感器用于檢測所述加熱圈的實時表面溫度、并將所述表面溫度信號輸送至控制臺；

所述控制臺響應于所述第一區溫度信號及根據設定的物料降溫速率、物料達到的最終溫度，控制調整所述加熱圈的加熱功率。

優選地所述第一溫度傳感器、第二溫度傳感器、加熱溫度傳感器、加熱圈分別通過第一感溫線、第二感溫線、加熱感溫線、加熱電源線電連接控制臺相應的接口。

優選地所述控制臺上設有USB數據輸出接口、電源開關、顯示器、溫度設置區，所述溫度設置區用于設置物料降溫速率及物料達到的最終溫度。