生物构建体打印装置的制作方法

本实用新型涉及生物打印技术领域，尤其涉及一种生物构建体打印装置。

背景技术：

3D生物打印是指通过3D打印的原理和方法，将生物材料(包括天然生物材料和合成生物材料或细胞溶液)打印成为设计的三维结构体，区别于普通的3D打印技术，生物3D打印技术生产的生物组织或器官还具有一定的生物学功能，需为细胞和组织的进一步生长提供条件，正是由于上述特性，生物3D打印技术在发展中，面临着很多特定的技术问题，特别是生物墨汁的制备和打印问题。

传统的3D生物打印方法通常是采用连续打印的方式将生物砖输出到目标位置并完成打印，打印过程中连续打印输出的生物材料不止生物打印单元本身，还有其之间的黏合剂、水凝胶，这些材料被一起打印出来，由于黏合剂和水凝胶存在着分布不均的情况，生物打印单元的部分区域未涂覆黏合剂，使得部分生物打印单元在支持物上发生滑动或掉落，存在着分散性较差，生物打印单元容易出现间断不连续的情况。

为了将生物打印单元可靠地打印在支持物上，现有的一种方式为公开号为CN103703119A的中国实用新型专利申请，其通过预先构建“剑山”的手段，制备细胞球，并将细胞球通过穿刺的手段把细胞球串在剑山上，以供其生长并连接形成生物组织。该方案的不足之处在于：

1、在构建生物组织的过程中、以及构建生物组织以后取出的过程中，都容易损伤细胞，具体的，在构建生物组织时，其需要通过针穿刺细胞体，这样势必会对其中的细胞造成严重的损害，另外，在构建形成生物组织前体以后，取出的过程会受到来自针的机械力阻碍，容易对刚生成的生物组织前体的结构及细胞造成损伤。

2、对于细胞体粒径的要求较高，需要较大粒径的细胞体才能实施，具体的，因为其细胞体粒径要大于针的直径，并且需要成几何倍数的大粒径，对于小粒径的细胞体来说，取放难度大、难以进行有效的穿刺，另外，由于需要的细胞体比较大，所以单个细胞体内的细胞数量就会非常多，这样会出现单个细胞体内对于营养的供应要求比较高。

3、对于细胞体的均一性要求较高，若是细胞体自身粒径差异就较大，若相邻的细胞体太大，则细胞之间容易相互挤压，影响空间构型和细胞生长，若细胞体太小，难以彼此连接，也会影响空间构型和细胞生长。

4、上述方案需要预先制备“剑山”，需要根据拟制备的组织，确定细胞体的粒径大小和分布情况，以便配套准备相应粗细针体、针体分布及针体间间隙的剑山，不仅其自身制造起来就很复杂麻烦，而且受剑山针体排列方式的限制，在某一针体对应的空间上，只能使用统一的细胞体，不能将不同大小的细胞体结合使用，这样的方式限制了细胞组织的复杂程度和构建的自由度和灵活程度，另外，这样的方式也难以通过不同粒径大小的微球相结合的方式生成生物组织(大粒径球体、小粒径球体相结合)。

此外，人们利用细胞和生物相容性材料混合制成生物墨汁，通过挤压的方式将生物墨汁按照预设的目标打印物体的三维构建数字模型打印成型。为了实现比较好的成型，这种方式需要采用粘度比较高的生物相容性材料。因此在打印过程中，需要克服喷头的机械外力作用来实现粘度比较高的生物墨汁打印，在打印过程中，生物墨汁中的细胞通常会损伤比较大，而且这种方式，为了保证足够的细胞存活量，需要使用大量的细胞，无法实现细胞的精确排布。另外，在实际打印过程中，生物打印单元与生物打印单元之间的排布、空间位置、砖之间的距离等对于实际组织或血管的成长都有很大的影响。

技术实现要素：

为克服以上技术缺陷，本实用新型解决的技术问题是提供一种生物构建体打印装置，能够有利于避免部分生物打印单元在支持物上发生滑动或掉落的情况，且能够较好地保持生物打印单元的生物活性。

为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种生物构建体打印装置，其包括：支持物、第一涂覆部件、试剂供给装置以及放置机构，其中，

第一涂覆部件用于第一试剂涂覆在支持物的预设区域以形成粘合层；

试剂供给装置用于将第一试剂供给至第一涂覆部件；以及

放置机构用于将生物打印单元放置在粘合层上，以使生物打印单元被粘合在粘合层上，使得至少形成生物构建体的一部分。

进一步地，还包括第二涂覆部件，第二涂覆部件能够在支持物的预设区域预先涂覆隔离介质以形成隔离介质层，粘合层通过隔离介质层涂覆在支持物上。

进一步地，放置机构包括吸取部件，吸取部件能够吸取生物打印单元并移动至粘合层位置处释放生物打印单元，以实现将生物打印单元粘合在粘合层上。

进一步地，吸取部件能够预先吸取液体并使吸取部件的吸取端形成液膜，生物打印单元被吸取部件吸取后保持在吸取部件的吸取端并与液膜接触。

进一步地，吸取部件包括至少一个吸取部位，每个吸取部位每次只吸取单个生物打印单元。

进一步地，还包括用于盛放生物打印单元的打印单元试剂盒，打印单元试剂盒内设有多个孔位，每个孔位用于存放单个生物打印单元。

进一步地，吸取部件包括数个吸取部位，数个吸取部位能够将吸取的数个生物打印单元同时释放至粘合层。

进一步地，还包括控制机构和用于对打印单元试剂盒内的生物打印单元进行位置捕捉的视觉系统，视觉系统能够在捕捉到单个生物打印单元后向控制机构发送反馈信号，控制机构根据反馈信号控制吸取部件移动至打印单元试剂盒中对应的位置并吸取生物打印单元，继而控制吸取部件移动至粘合层位置处释放生物打印单元。

进一步地，还包括第三涂覆部件，用于在生物构建体表面喷涂成型材料或支撑材料。

进一步地，生物构建体为管腔组织结构，支持物为旋转杆，预设区域为旋转杆的外壁。

优选地，管腔组织结构为血管前体。

由此，基于上述技术方案，本实用新型生物构建体打印装置通过在支持物的预设区域涂覆第一试剂以形成粘合层，生物打印单元粘合在粘合层上，也就是说在支持物上打印生物打印单元之前，已经在支持物的预设区域涂抹了可粘合生物打印单元的粘合层，实现了支持物和生物打印单元之间必然存在粘合层，改善了现有的生物打印单元同黏合剂被一起打印出来的方式存在生物打印单元的部分区域未涂覆黏合剂的情况，有利于避免了部分生物打印单元在支持物上发生滑动或掉落的情况，相较于传统打印中为了实现比较好的成型需要而采用粘度比较高的生物相容性材料和生物打印单元混合挤出的方案，本实用新型生物构建体打印装置将粘合层和生物打印单元分别独立地进行分层打印和排布，避免了混合材料挤出时流动性不佳、出料不连续，容易堵塞出口的问题，避免了打印过程中为了克服喷头的机械外力作用来实现粘度比较高的生物打印单元打印而对生物墨汁中的细胞造成较大损伤的问题；此外，相较于现有的“剑山”的方案，本实用新型生物构建体打印装置将生物打印单元通过粘合层粘附在支持物上，避免了针对生物打印单元中细胞体的穿刺而造成损伤，有利于保持生物打印单元的生物活性。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本申请的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明仅用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为通过本实用新型生物构建体打印装置分层涂覆隔离介质层和粘合层的支持物的结构示意图；

图2为本实用新型生物构建体打印装置中吸取部件抓取和放置生物打印单元的过程示意图；

图3为本实用新型生物构建体打印装置中第一种打印方式的打印过程示意图；

图4为本实用新型生物构建体打印装置中第二种打印方式的打印过程示意图；

图5为本实用新型生物构建体打印装置实施例的整体结构示意图；

图6为本实用新型生物构建体打印装置实施例中驱动定位部件的结构示意图；

图7为本实用新型生物构建体打印装置实施例中第一喷头组件的结构示意图；

图8为本实用新型生物构建体打印装置实施例中第二喷头组件的结构示意图；

图9为本实用新型生物构建体打印装置实施例中打印单元试剂盒的结构示意图；

图10为本实用新型生物构建体打印装置实施例中打印单元试剂盒的俯视角度的结构示意图；

图11为本实用新型生物构建体打印装置实施例中旋生仪的结构示意图。

具体实施方式

下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。

本实用新型的具体实施方式是为了便于对本实用新型的构思、所解决的技术问题、构成技术方案的技术特征和带来的技术效果有更进一步的说明。需要说明的是，对于这些实施方式的说明并不构成对本实用新型的限定。此外，下面的本实用新型的实施方式中涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本实用新型保护范围的限制。

如本文中所使用的，术语“生物构建体”是指，人工构建的、含有细胞的二维或三维的结构。在某些优选的实施方案中，生物构建体是三维构建体，组织前体，人工组织或人工器官。

术语“生物打印单元”是指通过本实用新型的装置构建生物构建体的一种基本单元，其可用于多个领域，例如生物打印(如3D生物打印)、组织工程、再生医学等领域。

优选地，生物打印单元为微囊。

优选地，微囊为生物砖。

优选地，本实用新型的生物砖可以具有的结构和组成为：包含细胞的核层，其中，细胞能够进行生长、增殖、分化或迁移，核层由生物可降解材料制成，并且为细胞的生命活动提供所需的物质；和，封装核层的壳层，壳层位于外侧，由生物可降解材料制成，并且为内部的核层和细胞提供力学保护，这种优选结构的生物砖可以作为生物3D打印的基础单元。

优选地，本实用新型的生物打印单元的粒径为0.5mm～3mm；

优选地，本实用新型的生物打印单元为凝胶态微粒；具体的，本实用新型的装置所制备的生物打印单元(生物砖)的核层和/或壳层可以为凝胶态。本实用新型的生物打印单元可以包含水凝胶。

优选地，水凝胶包含海藻酸盐、琼脂糖、明胶、壳聚糖或其它水溶性或亲水性聚合物。

优选地，生物打印单元在生理环境下(例如4-37℃，例如pH在6-8之间)具有稳定的结构，其优选地为生物砖；生物打印单元可以是多种并以混合物的形式存在，其可以各自独立地为球形，或者任何期望的形状(例如立方体，矩形棱柱，六棱柱，圆柱，或不规则的形状)，优选地，生物打印单元的尺寸各自独立地为20-2000μm，例如30-1900μm，40-1800μm，50-1700μm，60-1600μm，70-1500μm，80-1400μm，90-1300μm，100-1200μm，200-1000μm，300-800μm，400-600μm，100-500μm；生物打印单元也可以各自独立地为固体或半固体，例如凝胶态。

生物打印单元可以以混合物的形式存在。生物打印单元可以是分离的微囊。生物打印单元可以设置在容器中。

如本文中使用的，术语“生物打印”是指：利用生物材料(包括但不限于，生物分子例如蛋白质，脂质，核酸和代谢产物；细胞例如细胞溶液、含细胞的凝胶、细胞悬浮液、细胞浓缩物、多细胞聚集体和多细胞体；亚细胞结构例如细胞器和细胞膜；与生物分子相关的分子例如合成的生物分子或生物分子的类似物)的打印。如本文中使用的，术语“打印”是指，按照预定的模式沉积材料的过程。在本实用新型中，生物打印优选地通过与自动的或半自动的、计算机辅助的三维原型装置(例如生物打印机)相匹配的装置来实现。然而，在本实用新型中，“打印”(例如生物打印)可通过各种装置来进行，包括但不限于，使用打印机(例如3D打印机或生物打印机)进行打印；使用自动化或非自动化机械过程(而非打印机)进行打印；通过手工放置或手工沉积(例如使用移液器)进行打印。

如本文中所使用的，术语“微囊”是指，含有细胞和生物相容性材料的微结构(例如，微米级至毫米级的结构)，其中，细胞被包裹在所述生物相容性材料内。本实用新型的微囊在生理环境下(例如4-37℃，例如pH在6-8之间，例如在生理环境的流体剪切力下)具有稳定的结构。优选地，微囊具有在吸取或挤压中不会造成微囊破碎的力学强度。

如本文中使用的，术语“组织”是指由形态相同或类似、机能相同的细胞群构成的细胞集合体，并且通常还包含非细胞形态的物质(称为细胞间质，例如基质、纤维等)。组织可包括一种或多种细胞。

如本文中使用的，术语“人工组织”是指，不是通过天然组织生成或发育过程而形成的组织。人工组织可以是人为制造的组织，例如是对人工组织前体进行培养得到的组织。

如本文中使用的，术语“人工组织前体”是指包含支持物以及多个本实用新型的微囊的物体，其中，至少一个微囊与支持物粘合。在某些实施方案中，人工组织前体包含支持物以及由微囊构建的生物构建体。在某些实施方案中，本实用新型的人工组织前体在培养、诱导等操作步骤后，能够形成人工组织。

如本文中使用的，术语“粘合”是指不发生相对位移。在某些实施方案中，微囊或生物构建体与支持物粘合，是指微囊或生物构建体结合在支持物上。

如本文中使用的，术语“支持物”是指本实用新型的人工组织前体中，与微囊或由微囊构成的生物构建体粘合的，具有一定形状的物体。支持物能够提供相应的区域，使生物构建体完全固定(粘附)在其上。

如本文中使用的，术语“管腔”是指形状为管状、具有中空内腔的器官，例如循环管腔、消化管腔、呼吸管腔、泌尿管腔或生殖管腔，例如血管，食管，气管，胃，胆管，肠道(包括小肠和大肠，例如十二指肠、空肠、回肠、盲肠(包括阑尾)、升结肠、结肠右曲、横结肠、结肠左曲、降结肠、乙状结肠、直肠)，输卵管，输精管，输尿管，膀胱或淋巴管)。

如本文中使用的，术语“人工血管”是指人为制造的血管替代物，其通常是管状。在某些实施方案中，人工血管用于对狭窄、闭塞、扩张、损伤或畸形的血管进行重建或修补。在某些实施方案中，人工血管是对本实用新型的管状人工组织前体进行培养得到的。

如本文中使用的，术语“生物相容性材料”是指：材料(以及其降解产物)对于细胞是无毒性的，并且在植入宿主(例如人体)后与宿主相容，不会造成显著的或者严重的副作用，例如，不会对宿主(例如人体组织)造成毒害作用，不会引起宿主的免疫排斥反应、过敏反应或炎症反应等等。

如本文中所使用的，术语“生物可降解材料”是指这样的材料，其能够被细胞或生物体降解和吸收，并且其降解产物是生物相容性的。此类材料可以是天然来源的(例如来源于动植物)，也可以是人工合成的。

在生物构建体打印装置的一个示意性实施例中，结合图1～图11所示，生物构建体打印装置包括：支持物29、第一涂覆部件21、试剂供给装置以及放置机构。第一涂覆部件21能够将由试剂供给装置(图中未示出)提供的第一试剂涂覆在支持物29的预设区域以形成粘合层B。放置机构能够将生物打印单元C放置在粘合层B上，以使生物打印单元C被粘合在粘合层B上。

在该示意性的实施例中，通过设置支持物29、第一涂覆部件21以及放置机构，支持物29作为打印基体用于支撑生物打印单元C，通过第一涂覆部件21在支持物29的预设区域涂覆第一试剂以形成粘合层B，继而放置机构将生物打印单元C放置在粘合层B上，使得生物打印单元C粘合在粘合层B上，也就是说在支持物29上打印生物打印单元C之前，已经在支持物29的预设区域涂抹了可粘合生物打印单元C的粘合层B，实现了支持物29和生物打印单元C之间必然存在用于粘合生物打印单元C的粘合层B，改善了现有的生物打印单元同黏合剂被一起打印出来的方式存在生物打印单元的部分区域未涂覆黏合剂的情况，有利于避免了部分生物打印单元在支持物上发生滑动或掉落的情况。

相较于传统打印中为了实现比较好的成型需要而采用粘度比较高的生物相容性材料和生物打印单元混合挤出的方案，本实用新型生物构建体打印装置能够将粘合层B和生物打印单元C分别独立地进行分层打印和排布，避免了混合材料挤出时流动性不佳、出料不连续，容易堵塞出口的问题，避免了打印过程中为了克服喷头的机械外力作用来实现粘度比较高的生物打印单元打印而对生物墨汁中的细胞造成较大损伤的问题。

相较于现有的“剑山”的方案，本实用新型生物构建体打印装置将生物打印单元通过粘合层粘附在支持物上，无需设置针，避免了针对生物打印单元中细胞体的穿刺而造成损伤，有利于保持生物打印单元的生物活性。而且本实用新型对于生物打印单元的均匀要求较低，只需将生物打印单元粘合在粘合层上即可，在打印过程中可以按需设置打印单元之间的间距，避免相邻生物打印单元之间的相互挤压。此外，本实用新型无需预先制备“剑山”，因而无需考虑“剑山”的设置位置，使用者可以根据实际情况随时改变生物打印单元的分布情况，有利于提高生物构建体的打印自由度和灵活程度，通过不同粒径大小的生物打印单元的结合形成多样的生物构建体。

在本实用新型生物构建体打印装置的一个改进的实施例中，结合图1和图7所示，生物构建体打印装置还包括第二涂覆部件16，第二涂覆部件16能够在支持物29的预设区域预先涂覆隔离介质以形成隔离介质层A，粘合层B通过隔离介质层A涂覆在支持物29上。在涂覆粘合层B之前通过第二涂覆部件16在支持物29的预设区域预先涂覆隔离介质以形成隔离介质层A，再通过第一涂覆部件21将粘合层B涂覆在隔离介质层A上，涂覆隔离介质层A的目的在于便于打印完成后将生物构建体从支持物29整体脱落下来。优选地，隔离介质包括温敏性水凝胶，一方面，利用温敏性水凝胶的温敏性，打印完成的生物构建体能够很轻松地从支持物29上整体脱落下来，另一方面，温敏性水凝胶能够方便将粘合层B和生物打印单元C吸附在支持物29上，保证生物打印单元C不脱落。

对于放置机构的结构形式，放置机构可以为传统的连续打印喷头，连续打印喷头将生物打印单元C连续打印喷涂在粘合层B上，也可以优选地采用抓取-放置的结构形式，即：在一个优选的实施例中，放置机构包括吸取部件15，吸取部件15能够吸取生物打印单元C并移动至粘合层B位置处释放生物打印单元C，以使将生物打印单元C粘合在粘合层B上。吸取部件15能够实现抓取-放置的放置方式，一方面可以解决精准打印及排布问题，在打印过程中可以按需设置打印单元之间的间距，避免相邻生物打印单元之间的相互挤压。另一方面避免了传统打印方式在打印过程中喷头堵塞、砖排布不均等问题。优选地，吸取部件15包括至少一个吸取部位，每个吸取部位每次只吸取单个生物打印单元C，从而很好地实现了生物打印单元C的精确摆放，继而将生物打印单元C一个一个摆放在粘合层B上进行粘合，实现了高精度的生物构建体的打印制造。其中，吸取部件15可以包括一个吸取部位，也可以优选地包括数个吸取部位，数个吸取部位能够将吸取的多个生物打印单元C同时释放至粘合层B，这样有利于提高打印效率，节省打印时间。

对于吸取部件15如何实现对生物打印单元C的吸取和释放，在一个优选的实施例中，结合图2和图7，吸取部件15能够预先吸取液体并使吸取部件15的吸取端形成液膜，生物打印单元C被吸取部件15吸取后保持在吸取部件15的吸取端并与液膜接触。本实施例中的吸取部件为移液枪，吸取端具体地为移液枪的枪口处，液膜由移液枪的枪口通过吸气形成，在其余实施方式中，也可以采用吸液管、滴定管、注射器等来实现。预先吸入吸取部件15内的液体可以润湿吸取部件15的吸取端，使得吸取部件15的吸取端形成液膜，该液膜可以在吸取部件15继续吸取生物打印单元C时，避免吸取端与生物打印单元C直接接触，从而可以防止生物打印单元C的形态及生物活性因与吸取端刚性接触而受到损害和破坏。并且，由于液膜可以隔开吸取端与生物打印单元C，即使粒径小于吸取端吸取口直径的生物打印单元C也可以在液膜及负压的作用下被保持在吸取口处，因此，通过设置液膜还可以有效克服非吸入微粒获取方式对生物打印单元C的粒径要求，扩大这种非吸入微粒获取方式的适用范围，使得更多规格及更多种类的生物打印单元C能够在受到较小损伤的前提下被操控，而由于较小粒径的生物打印单元C，其内部包含的细胞数量相对较少，对于营养供应的需求相对较低，因此，利用液膜实现对较小粒径生物打印单元C的非吸入式获取，也有利于在打印过程中更好地维持生物打印单元C的生物活性，并有助于最终得到具有更好生物活性的生物构建体。

此外，预先在吸取端所形成的液膜，可以对后吸取的生物打印单元C起到吸引作用，使得生物打印单元C不仅受到负压作用，还同时受到液膜的表面张力作用，一方面，这可以减少吸取部件15所需施加的负压，不仅能够降低吸取技术要求，提高吸取成功几率，还能够减轻吸取力对生物打印单元C的损伤；另一方面，这也可以使生物打印单元C被更牢固地保持在吸取端的吸取口处，提高吸取过程的牢固性，并使得生物打印单元C在被移位的过程中能够牢固地被保持在枪口处，不易掉落，提高移位过程的稳定性及可靠性；再一方面，液膜可以使生物打印单元C被吸出直至被放置于设定打印位置的过程中始终处于液体环境中，而液体环境是生物打印单元C保持生物活性的一个重要因素，因此，通过设置液膜，可以使得生物打印单元C即使在移位过程中也仍然能够保持良好的活性，提高生物打印的成功率。

为了配合吸取部件15每次只吸取单个生物打印单元C来实现高精度打印，在一个优选的实施例中，结合图5、图9和图10所示，生物构建体打印装置还包括用于盛放生物打印单元C的打印单元试剂盒4，打印单元试剂盒4内设有多个孔位24，每个孔位24用于存放单个生物打印单元C。

为了实现对生物打印单元C的精确捕捉以便于对吸取部件15进行准确定位，如结合图1、图7以及图10所示，生物构建体打印装置还优选地包括控制机构和用于对打印单元试剂盒4内的生物打印单元C进行位置捕捉的视觉系统14，视觉系统14能够在捕捉到单个生物打印单元C后向控制机构发送反馈信号，控制机构根据反馈信号控制吸取部件15移动至打印单元试剂盒4中对应的位置并吸取生物打印单元C，继而控制吸取部件15移动至粘合层B位置处释放生物打印单元C。其中视觉系统14优选地由CCD相机组成，能够易于实现对生物打印单元C在打印单元试剂盒4内的位置的精确捕捉，继而将位置信号反馈给控制机构，实现自动化数字控制，有利于提高打印效能。

作为对上述实施例的改进，如图8所示，生物构建体打印装置还包括第三涂覆部件20，用于在生物构建体表面喷涂成型材料或支撑材料，通过设置第三涂覆部件20，打印成型的生物构建体表面上喷涂有成型材料或支撑材料，用于保护或支撑打印成型的生物构建体。

在上述实施例中，生物构建体可以为非管腔组织结构，此时支持物为平面基体；也可以优选地为管腔组织结构，此时支持物29优选地为旋转杆，预设区域为旋转杆的外壁。本实用新型生物构建体打印装置尤其适用于打印管腔组织结构，具体地管腔组织结构为血管前体，成型材料或支撑材料包括生物相容性材料。如图3和图4所示，利用本实用新型生物构建体打印装置的打印过程中，对于生物打印单元C的先后排布方式，可以选择如图3所示的“先圆周后直线阵列”的排布方式，也可以选择如图4所示的“先直线后圆周阵列”的排布方式。

下面以管腔组织结构为血管前体、支持物29为旋转杆为例结合图5～图11所示的实施例来说明本实用新型生物构建体打印装置的打印过程如下：

如图5所示，生物构建体打印装置的主体结构包括基座1、第一喷头组件2、第二喷头组件3、打印单元试剂盒4、旋生仪5以及电控箱6，电控箱6内设置有控制机构。如图6所示，在基座上设有立柱7，立柱7上设有光栅尺8和导轨10、直线电机9和分别对第一喷头组件2和第二喷头组件3进行Z向升降控制的第一Z向运动模组12和第二Z向运动模组11。

如图7所示，第一喷头组件2主要由第一固定板13、视觉系统14、吸取部件15、第二涂覆部件16(优选为喷头)、第一驱动导轨17以及第一驱动气缸18组成，视觉系统14、吸取部件15、第二涂覆部件16、第一驱动导轨17以及第一驱动气缸18通过第一固定板13设置在立柱7的一侧。如图8所示，第二喷头组件3主要由第二固定立板19、第三涂覆部件20、第一涂覆部件21、第二驱动导轨22以及第二驱动气缸23组成，第三涂覆部件20、第一涂覆部件21、第二驱动导轨22以及第二驱动气缸23通过第二固定立板19设置在立柱7的另一侧。

如图9和图10所示，打印单元试剂盒4主要由孔板支架位于孔板支架25内的孔板，孔板内形成有多个孔位24、透视觉光源26以及第三驱动导轨27组成。透视觉光源26的作用是提供透视觉光使得视觉系统14在光源的作用下更容易检测到生物打印单元C。如图11所示，旋生仪5主要由支座28、旋转电机30、支持物29(旋转杆)以及设置在支座28两侧的刮料绳31组成，旋转电机30用于驱动旋转杆的旋转从而便于调整打印位置，刮料绳31用于对第一涂覆部件21、第二涂覆部件16以及第三涂覆部件20喷出多余的料液进行刮磨，避免产生堵塞。

在打印过程中，首先，将第一喷头组件2沿Z轴上移至安全距离，使第二涂覆部件16放下时不会撞至基座1上任何的物体。然后在第一驱动气缸18的作用下，第二涂覆部件16沿第一驱动导轨17下行到限位底部。第一喷头组件2在直线电机9的作用下，沿导轨10作X向运动至支持物29的打印范围。第一喷头组件2在第一Z向运动模组12的控制下，沿Z轴向往下至打印高度，第二涂覆部件16如图1所示地喷出隔离介质(温敏性水凝胶)形成隔离介质层A。喷完之后，第二涂覆部件16在第一驱动气缸18的作用下，沿第一驱动导轨17上行至上限根部，第一喷头组件2回到左侧位置。

其次，将第二喷头组件3沿Z轴上移至安全距离，使第一涂覆部件21放下时不会撞到下面的任何物体，然后在第二驱动气缸23的作用下，第一涂覆部件21沿第二驱动导轨22下行到限位底部。第二喷头组件3在直线电机9的作用下，沿导轨10作X向运动至支持物29的打印范围，第二喷头组件3在第二Z向运动模组11的控制下，沿Z向往下至打印高度，第一涂覆部件21喷出第一试剂以形成如图1所示的粘合层B。喷完之后，第一涂覆部件21在第二驱动气缸23的作用下，沿第二驱动导轨22上行至上限根部，第二喷头组件3回到右侧位置。

在旋转杆喷好两层材料之后，将进行粘合生物打印单元C的工作。首先是采用视觉系统14对生物打印单元C进行定位。由于视觉系统14不对堆叠的物体进行识别，因此需要把每个生物打印单元C放在单独的孔位24里，以防形成堆叠。这点在生物打印单元C制备的时候就已经做好了，保证每个孔位24里只有一个生物打印单元C。此时只需将视觉系统14中的相机镜头中心对准孔位24上的圆圈范围，在该范围内只有一个生物打印单元C，因此很快就能识别出生物打印单元C，并准确定位。具体实施如下：在程序设定后，将视觉系统14中的相机镜头的中心对准孔板内左上角第一个孔位24，通过驱动电机26沿着第三驱动导轨27做Y向运动，第一喷头组件2做X向运动来实现。通过第一喷头组件2做Z向运动，使相机镜头顶端与被捕捉物体保持预设的距离，此时，生物打印单元C正好位于相机焦距范围内，且该范围内只有一个生物打印单元C，因此，实现了生物打印单元C的快速捕捉定位。

在得到第一喷头组件2的中心位置后，控制机构自动换算出与吸取部件15的X、Y的坐标值。在控制机构的作用下，通过驱动电机26沿着第三驱动导轨27做Y向运动做Y向运动，第一喷头组件2做X向运动，使吸取部件15对准捕捉的生物打印单元C中心。同时，第一喷头组件2做Z轴下行运动到设定距离后，如图2所示，吸取部件15开启吸气功能，吸住生物打印单元C，使其不掉落。第一喷头组件2沿Z向上行至安全距离，再沿X向运动到支持物29需摆放生物打印单元C的位置，第一喷头组件2沿Z轴向下运动行至程序设定高度，吸取部件15自动开启吹气功能，将生物打印单元摆放到支持物29上，第一颗生物打印单元摆放完毕。重复之前的动作，在放第二颗生物打印单元C的时候，根据生物打印单元C与排列要求的不同，作为支持物29的旋转杆将自动移动相应的距离，以实现在旋转杆上精确排布。以此类推，从而实现图3和图4所示的重复打印，直到生物打印单元C将旋转杆表面铺满，结束生物打印单元C的摆放，第一喷头组件2回到左侧位置。

最后，移动第二喷头组件3，将第三涂覆部件20移动到打印位置，喷出成型材料或支撑材料(例如最外层的生物相容性材料)，打印过程完毕。

以上结合的实施例对于本实用新型的实施方式做出详细说明，但本实用新型不局限于所描述的实施方式。对于本领域的技术人员而言，在不脱离本实用新型的原理和实质精神的情况下对这些实施方式进行多种变化、修改、等效替换和变型仍落入在本实用新型的保护范围之内。