[發(fā)明專(zhuān)利]一種大孔水凝膠3D打印裝置及打印方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202111445153.3
• 申請(qǐng)日: 2021-11-30
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN114147952B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-08-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 許忠斌;代齊民;黃興;劉聰;崔赟
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 浙江大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): B29C64/106
• 分類(lèi)號(hào): B29C64/106;B29C64/379;B33Y10/00;B33Y50/02;B33Y40/20;B29K105/04
• 代理公司: 杭州求是專(zhuān)利事務(wù)所有限公司 33200
• 代理人: 賈玉霞

本發(fā)明公開(kāi)一種大孔水凝膠3D打印裝置，其包括氣體注射泵、氣壓表、T形通道、進(jìn)氣毛細(xì)玻璃管、出口毛細(xì)玻璃管、水平移動(dòng)支架、水浴套管、液體注射泵、流量計(jì)、D打印噴頭、打印底板、潛水泵和恒溫水浴加熱裝置。本發(fā)明的裝置制備的大孔水凝膠不僅在外形結(jié)構(gòu)上能夠保證良好的形狀及尺寸精度，更可實(shí)現(xiàn)對(duì)于泡孔空間位置和尺寸的精確控制，可編輯性極強(qiáng)；且本發(fā)明的裝置可通過(guò)調(diào)節(jié)氣相流量等方式實(shí)現(xiàn)多種類(lèi)型大孔水凝膠結(jié)構(gòu)，包括均勻泡孔結(jié)構(gòu)、呈現(xiàn)密度梯度的泡孔結(jié)構(gòu)、呈現(xiàn)尺寸梯度的泡孔結(jié)構(gòu)，能夠產(chǎn)生多種用途。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及微流控領(lǐng)域以及醫(yī)藥、生物、組織工程等領(lǐng)域，尤其涉及一種大孔水凝膠3D打印裝置及打印方法。

背景技術(shù)

大孔水凝膠材料是指在水凝膠聚合物多孔結(jié)構(gòu)之外進(jìn)一步引入微米至亞毫米級(jí)的大孔隙而形成的復(fù)合多孔材料。由于水凝膠材料本身的孔隙尺寸一般在納米級(jí)至數(shù)微米量級(jí)，因而這些額外引入的微米至亞毫米級(jí)孔隙一般在本領(lǐng)域內(nèi)被稱(chēng)為大孔。大孔水凝膠在納米和微米尺度上都具有可控的孔隙率，既提供了水凝膠的溶脹和界面性質(zhì)，也提供了大孔材料的傳輸特性，在組織工程、器官構(gòu)建、藥物傳遞中得到廣泛的研究和應(yīng)用。例如，大孔水凝膠可增強(qiáng)細(xì)胞在水凝膠中的存活和功能，可用于仿生骨/軟骨組織、肺組織和腎臟等多孔器官和組織。在這些組織中，其多孔結(jié)構(gòu)一般由不同大小和密度的孔隙構(gòu)成，相互之間形成特定的各向異性空間排布和梯度關(guān)系。

目前大孔水凝膠中的泡孔結(jié)構(gòu)仍不可控，結(jié)構(gòu)單一，成為其走向更廣闊應(yīng)用的主要制約因素。因此，探索制備空間可控大孔水凝膠的有效方法仍是急需解決的重要難題。

發(fā)明內(nèi)容

鑒于以上技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供一種大孔水凝膠的3D打印裝置及打印方法，該方法能保證穩(wěn)定制備大孔水凝膠，并能控制泡孔尺寸位置相對(duì)固定，實(shí)現(xiàn)具有特定外形及內(nèi)部結(jié)構(gòu)的大孔水凝膠制備。

本發(fā)明的目的通過(guò)如下的技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)：

一種大孔水凝膠D打印裝置，該裝置包括氣體注射泵、氣壓表、T形通道、進(jìn)氣毛細(xì)玻璃管、出口毛細(xì)玻璃管、水平移動(dòng)支架、水浴套管、液體注射泵、流量計(jì)、D打印噴頭、打印底板、潛水泵和恒溫水浴加熱裝置；

所述進(jìn)氣毛細(xì)玻璃管、出口毛細(xì)玻璃管均嵌套在所述T形通道中，且所述進(jìn)氣毛細(xì)玻璃管上端固連在所述T形通道上，所述出口毛細(xì)玻璃管的上端嵌套且固連在所述T形通道的下端，所述進(jìn)氣毛細(xì)玻璃管的出口與所述出口毛細(xì)玻璃管的進(jìn)口保持(0.3-1)倍毛細(xì)玻璃管；所述進(jìn)氣毛細(xì)玻璃管、出口毛細(xì)玻璃管和T形通道嵌套后一起固定在所述水浴套管中；所述水浴套管與潛水泵、恒溫水浴加熱裝置依次連接，組成穩(wěn)定的氣泡生成的溫度環(huán)境，并對(duì)氣泡生成溫度進(jìn)行精確控制；所述氣體注射泵與所述進(jìn)氣毛細(xì)玻璃管的一端連通，且在兩者之間的管路上設(shè)置氣壓表；所述液體注射泵與所述T形通道的單個(gè)橫向結(jié)構(gòu)連通，且在兩者之間的管路上設(shè)置所述流量計(jì)，所述液體注射泵中盛放溫敏水凝膠；

所述進(jìn)氣毛細(xì)玻璃管和出口毛細(xì)玻璃管的內(nèi)部通道截面均為圓形；

所述打印底板為加熱底板，底板溫度可調(diào)節(jié)；

所述水浴套管、D打印噴頭均固定在所述水平移動(dòng)支架上，隨著打印機(jī)控制，與所述打印底板協(xié)同移動(dòng)。

一種大孔水凝膠D打印裝置，該裝置包括氣體注射泵、氣壓表、T形通道、進(jìn)氣毛細(xì)玻璃管、水平移動(dòng)支架、水浴套管、液體注射泵、流量計(jì)、D打印噴頭、打印底板、潛水泵和恒溫水浴加熱裝置；

所述進(jìn)氣毛細(xì)玻璃管嵌套在所述T形通道中，且所述進(jìn)氣毛細(xì)玻璃管上端固連在所述T形通道上，所述T形通道的下端與所述D打印噴頭連通；所述進(jìn)氣毛細(xì)玻璃管和T形通道嵌套后一起固定在所述水浴套管中；所述水浴套管與潛水泵、恒溫水浴加熱裝置依次連接，組成穩(wěn)定的氣泡生成的溫度環(huán)境，并對(duì)氣泡生成溫度進(jìn)行精確控制；所述氣體注射泵與所述進(jìn)氣毛細(xì)玻璃管的一端連通，且在兩者之間的管路上設(shè)置氣壓表；所述液體注射泵與所述T形通道的單個(gè)橫向結(jié)構(gòu)連通，且在兩者之間的管路上設(shè)置所述流量計(jì)，所述液體注射泵中盛放溫敏水凝膠；