一种多支路三维生物结构的3d打印装置及打印方法
【专利摘要】本发明公开了一种多支路三维生物结构的3D打印装置，包括用于支撑三维生物结构的工作底面、固定在工作底面上方的喷头、以及配合喷头打印三维生物结构的三维运动工作台机构，所述的三维运动工作台机构包括设置在工作底面上方的至少一对辅助工作面、以及驱动辅助工作面分别进行x轴、y轴和z轴方向三维运动的三维运动机构；所述一对辅助工作面中两个辅助工作面相对设置，且始终位于同一水平面上，对三维生物结构进行支撑和扶持。本发明能够实现在无需牺牲材料的情况下，打印出复杂的悬空偏心三维生物结构，解决了现有技术中无法打印悬空结构的问题，而且该方法又能适用于其他三维打印设备，有很好的应用前景。
【专利说明】一种多支路三维生物结构的3D打印装置及打印方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及生物医学工程和组织工程【技术领域】，尤其是涉及一种多支路三维生物结构的3D打印装置及打印方法。
【背景技术】
[0002]目前，世界各国医学界面临了许多重大难题，其中的一个难题就是人们对于器官的需求不断增长，但用于器官移植的供体器官极度紧缺，如心脏，肺，肝脏，肾脏等器官。以往经过研究提出了许多方案来解决供体器官紧缺问题，如人工机械器官、异种器官移植和组织工程等。人工机械器官虽然能够成功植入到人体内，但它会严重影响患者的生活质量。异种器官移植，特别是转基因的动物器官，虽然降低了植入后的免疫排斥反应，但存在传播动物病毒的潜在危险和因长期服用免疫抑制剂而对患者心理产生的影响。组织工程是当前被看好的一种技术，运用组织工程技术构建人类仿生组织和器官用于器官移植，有望彻底解决供体器官紧缺这一重大难题。
[0003]目前，组织工程中用到的技术主要是固体自由成形技术，它包括光固化成型技术(Stereo lithography Appearance),挤压沉积技术,喷墨打印技术等,其中，喷墨打印技术又根据喷头的工作原理不同，分为压电式和热泡式两种。
[0004]光固化成型技术是用特定波长与强度的光聚焦到光固化材料表面(光敏树脂)，使之由点到线，由线到面顺序凝固，完成一个层面的绘图作业，然后升降台在垂直方向移动一个层片的高度，再固化另一个层面，这样层层叠加构成一个三维实体。当打印需要支撑的结构时，通常采用两种光固化材料，一种作为实体结构材料固化，一种作为支撑材料固化，结构打印完时，去掉支撑材料，得到最终的三维实体。
[0005]挤压沉积技术通常采用将热的溶液经注射器喷嘴挤压到基底上，由于外面的工作环境温度低，导致溶液形成固体，通过由点到线，由线到面顺序挤压，得到一个层面，然后层层叠加，得到三维实体。同样，当打`印需要支撑的结构时，通常采用两种材料，经两个注射器分别挤出，打印完成时，去掉支撑材料，得到最终的三维实体。
[0006]对于喷墨打印技术，无论是压电式，还是热泡式，现有的技术基本都是将一种溶液经喷头喷射到另一种溶液中，两种溶液反应形成半固体结构，同样通过由点到线，由线到面顺序挤压，得到一个层面，然后层层叠加，得到三维实体。在该技术中，很难使用牺牲材料作为支撑，使得只能打印有限倾斜角度的分支。
[0007]以上技术，对于悬空结构，如果不采用支撑材料，都无法打印，只能打印有限倾斜角度的分支，角度一旦过大，整个结构就会倒塌。
[0008]专利
【发明者】傅建中, 邵惠锋, 贺永, 朱伟杰 申请人:浙江大学