生物打印機的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及生物打印領域，尤其涉及一種生物打印機。
【背景技術】
[0002]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，區別于普通的3D打印技術，生物3D打印技術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，正是由于上述特性，生物3D打印技術在發展中，面臨著很多特定的技術問題。
[0003]其中，在生物3D打印領域，將細胞作為打印材料的技術稱為細胞三維打印技術，人們可以利用細胞和生物相容性材料制成生物墨汁，噴頭移動并將生物墨汁噴出，通過程序控制噴頭運動打印生物墨水，將生物墨汁按照預設的目標打印物體的三維構建數字模型打印成型。
[0004]現有技術中用于生物打印的噴頭為類似于注射器針頭的噴嘴，該噴嘴直接安裝在生物打印機上面。此種生物打印機的噴頭裝置結構簡單，主要用來將活性細胞填入支架材料中，但是無法在打印之前實現包裹。而且，在采用噴頭直接將細胞噴出至打印平臺的過程中，擠出壓力和噴嘴側壁對細胞的摩擦力會使生物墨汁中的細胞受到比較大的損傷，從而對細胞的存活率會產生不利影響，進而影響生物構建體的構建。
【實用新型內容】
[0005]為克服以上技術缺陷，本實用新型解決的技術問題是提供一種生物打印機，能夠將多種打印材料同時打印，進一步地，也可以使得多種打印材料在打印前組合在一起，可選地用第二材料對作為生物墨汁的第一材料進行周向包裹，使其也具有保護噴出的生物墨汁中的細胞盡量不受損傷。
[0006]為解決上述技術問題，本實用新型第一方面提供了一種生物打印機，包括生物打印機噴頭組件和打印材料供應源，所述噴頭組件內設有第一流道和第二流道，所述打印材料供應源用于向第一流道和第二流道供應打印材料，所述第一流道的出口與所述第二流道的出口相鄰，所述第二流道的出口被構造成使從其噴出的第二材料朝向從所述第一流道的出口出來的第一材料運動，使得從所述第二流道出口噴出的第二材料與從所述第一流道出口噴出的第一材料組合在一起而形成流體打印單元。
[0007]在這個技術方案中，第二流道能夠將第二材料朝著第一材料的方向引導并逐漸匯聚，從而將第二材料與第一材料組合在一起。優選地可以使第二材料包裹著第一材料，以形成生物打印材料的流體打印單元以對細胞進行保護，從而減少在打印過程中由于受到擠出壓力和摩擦力而造成細胞損傷。
[0008]進一步地，所述第二流道沿著朝向其出口方向至少部分是漸縮的。
[0009]在該改進的技術方案中，第二流道至少部分是漸縮的，能夠增加第二材料的壓力以提高其流速，使得第二材料在第二流道內的流動更順暢，進而在第一流道的出口處更好地包裹第一材料。
[0010]進一步地，所述第二流道在鄰近于所述第一流道出口處是漸縮的[0011 ]在該改進的技術方案中，第二流道鄰近于所述第一流道出口處是漸縮的，能夠在鄰近于出口的位置給第二材料沿著朝向第一材料的方向施加壓力，以引導第二材料向著第一材料的方向噴出，從而更好地包裹第一材料。
[0012]進一步地，所述第二流道在鄰近于所述第一流道出口處沿著朝向其出口方向截得的剖面為錐形。
[0013]在該改進的技術方案中，將第二流道鄰近第一流道出口的剖面設計為錐形的，對第二材料具有較好的引導作用，而且能使第二材料在同一高度上的流速相同，從而使到達第二流道出口處的流速也基本相同，進而實現第二材料均勻地包裹第一材料。
[0014]進一步地，生物打印機噴頭組件包括噴頭主體和延長桿，所述第一流道與所述噴頭主體的出口連通，所述延長桿鄰近所述噴頭主體的出口設置，所述延長桿與所述噴頭主體相鄰近的端面上設有敞口凹部，所述噴頭主體的出口伸入到所述敞口凹部中，在所述噴頭主體的外壁與所述敞口凹部的內壁之間的環形空間用作所述第二流道。
[0015]在該第一實施例的技術方案中，通過在延長桿與噴頭主體相鄰近的端面上設置漸縮的敞口凹部，噴頭主體的出口與敞口凹部的出口之間形成包裹腔，第二材料能夠通過噴頭主體外壁與敞口凹部之間形成第二流道進入包裹腔，并包裹從噴頭主體中噴出的第一材料，從而形成流體打印單元，流體打印單元在該敞口凹部內流動，敞口凹部有利于匯聚混合流體，保證包裹腔內混合流體的流向更加穩定。
[0016]進一步地，所述敞口凹部的內壁斜度大于所述噴頭主體的外壁斜度。
[0017]在該第一實施例的改進技術方案中，敞口凹部的內壁斜度大于所述噴頭主體的外壁斜度，能夠在噴頭主體鄰近第一流道出口的外壁與敞口凹部的內壁之間形成漸縮的第二流道，從而實現更好的包裹效果。
[0018]進一步地，在所述第二流道的出口處，所述敞口凹部的內壁低于所述噴頭主體的外壁。
[0019]在該第一實施例的改進技術方案中，敞口凹部的內壁低于噴頭主體的外壁，這樣敞口凹部形成的延長部分能夠進一步沿著朝向第一流道出口的方向漸縮，從而引導第二材料進一步向第一材料匯聚，以便更加充分地包裹第一材料。
[0020]進一步地，生物打印機噴頭組件包括具有第一通道的外噴嘴和具有第二通道的內噴嘴，所述內噴嘴設在所述第一通道內，且所述第二通道形成所述第一流道，在所述外噴嘴的內壁和所述內噴嘴的外壁之間的環形空間用作所述第二流道。
[0021]在該第二實施例的技術方案中，通過采用內外兩層噴嘴結構，可以引導第二材料在噴出的過程中不斷向第一材料匯聚，從而在噴嘴的出口處對第一材料進行包裹，從而盡量避免第一材料從噴嘴出口噴出時由于機械摩擦力的作用而受到損傷。
[0022]進一步地，在所述第二流道的出口處，所述外噴嘴的內壁低于所述內噴嘴的外壁。
[0023]在該第二實施例的改進技術方案中，外噴嘴的內壁低于內噴嘴的外壁，這樣外噴嘴延長部分能夠進一步沿著朝向第一流道出口的方向漸縮，從而引導第二材料進一步向第一材料匯聚，以便更加可靠和充分地包裹第一材料。
[0024]進一步地，所述外噴嘴的內壁斜度大于所述內噴嘴的外壁斜度。
[0025]在該第二實施例的改進技術方案中，外噴嘴的內壁斜度大于內噴嘴的外壁斜度，能夠使第二流道鄰近于第一流道出口處沿著朝向第一流道出口的方向是漸縮的，以引導第二材料在噴出的過程中進一步向中心匯聚，從而更好地實現包裹。
[0026]進一步地，打印材料供應源包括第一材料供應源和第二材料供應源，所述第一材料供應源用于向第一流道供應第一材料，所述第二材料供應源用于向第二流道供應第二材料，第一材料和第二材料可以相同也可以不同。
[0027]在該技術方案中，通過為第一和第二流道分別設置獨立的材料供應源，可以實現同種材料或者多種材料的打印選擇。
[0028]在本實用新型中，生物打印機能夠通過獲得優質的生物打印材料，從而使制作的各種生物構建體保持較高的活性和