一种新型快速制造多孔生物骨支架的装置制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种新型快速制造多孔生物骨支架的装置，包括由X轴伺服进给系统、Y轴伺服进给系统和Z轴伺服进给系统构成的三维交流伺服运动平台，三维交流伺服运动平台由具有数据输入装置的成型机电控制系统信号控制，在所述三维交流伺服运动平台上架设有支架成型机，在支架成型机上设有由精密步进挤出系统和气动助力挤出系统驱动的双挤出头装置。本实用新型采用双个挤出头分别用作成型材料和支撑材料的挤出，同时支架的动力源和挤出组件的动力源分开设置，有效保证了稳定性和精度，主要针对多孔生物骨支架的成型，特别是可以制造出任意外形和复杂内部三维孔腔结构并具有生物活性的骨支架，极具实用价值。
【专利说明】一种新型快速制造多孔生物骨支架的装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种新型快速制造多孔生物骨支架的装置。
【背景技术】
[0002]在公知的【技术领域】，随着人民在物质生活领域不断提高，人们在满足吃穿住行等生活保障以外会更注重生命和健康。缺损骨修复是次于输血的第二大使用量的组织移植手术。骨移植具有广阔的市场前景。生物骨的制造方法众多，传统的支架制备方法如气体发泡法、熔融浇注法、粒子吸滤法、乳液冻干相分离法、烧结成空法、水热热压法、纤维黏结法、三维打印法(3DP)、有机填充降解法等。
[0003]但现有的这些方法存在以下几个方面的问题:(1)制造的支架结构外形单一，不能因人而异制造个性化的骨支架；(2)连通性混乱，骨支架内部的孔径和孔隙率不可控且导通率也难以保证；(3)生长因子无法加入到生物骨支架内部，不利于自身骨细胞的再生；
[4]强度较低，医学应用不广泛。因此，气动挤出沉积多孔生物骨支架成型机出现很有必要。
实用新型内容
[0004]本实用新型要解决的技术问题是:克服上述问题，提供一种新型快速制造多孔生物骨支架的装置，在能够个性化定制组织工程骨支架外形与保证良好孔隙率的同时还能将生长因子加入其中，并具有较强的力学性能。
[0005]本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是:一种新型快速制造多孔生物骨支架的装置，包括由X轴伺服进给系统、Y轴伺服进给系统和Z轴伺服进给系统构成的三维交流伺服运动平台，所述三维交流伺服运动平台由具有数据输入装置的成型机电控制系统信号控制，在所述三维交流伺服运动平台上架设有支架成型机，在所述支架成型机上设有由精密步进挤出系统和气动助力挤出系统驱动的双挤出头装置，且所述成型机电控制系统的电信号输入至精密步进挤出系统和气动助力挤出系统中，所述双挤出头装置具有水平并列的成型材料挤出头装置和支撑材料挤出头装置，且所述成型材料挤出头装置和支撑材料挤出头装置的中心轴线与水平线垂直，所述成型材料挤出头装置和支撑材料挤出头装置均具有挤出组件，所述挤出组件由上至下依次设置有固定卡头、储料筒、挤出头，在所述储料筒内设有挤出活塞，且所述挤出组件中的固定卡头均通过气压管与气动助力挤出系统相连通。
[0006]进一步的，作为一种具体的实施方式，本实用新型中所述成型机电控制系统具有HMI人机界面。
[0007]进一步的，作为一种具体的实施方式，本实用新型中所述气动助力挤出系统具有气压泵动力源。
[0008]本实用新型的有益效果是:本实用新型采用双个挤出头分别用作成型材料和支撑材料的挤出，同时支架的动力源和挤出组件的动力源分开设置，有效保证了稳定性和精度，主要针对多孔生物骨支架的成型，特别是可以制造出任意外形和复杂内部三维孔腔结构并具有生物活性的骨支架，极具实用价值。
【专利附图】
【附图说明】
[0009]下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
[0010]图1是本发明的装置原理示意图；
[0011]图2是本发明中挤出组件的结构示意图；
[0012]图中:1.X轴伺服进给系统，2.Y轴伺服进给系统，3.Z轴伺服进给系统，4.三维交流伺服运动平台，5.成型机电控制系统，6.数据输入装置，7.支架成型机，8.精密步进挤出系统，9.气动助力挤出系统，10.双挤出头装置，11.HMI人机界面，12.气压泵动力源，13.成型材料挤出头装置，14.支撑材料挤出头装置，15.挤出组件，151.固定卡头，152.储料筒，153.挤出头，154.挤出活塞。
【具体实施方式】
[0013]现在结合附图对本实用新型作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本实用新型的基本结构，因此其仅显示与本实用新型有关的构成。
[0014]如图1和图2所示的本实用新型一种新型快速制造多孔生物骨支架的装置的优选实施例，包括由X轴伺服进给系统1、Y轴伺服进给系统2和Z轴伺服进给系统3构成的三维交流伺服运动平台4，所述三维交流伺服运动平台4由具有数据输入装置6的成型机电控制系统5信号控制，所述成型机电控制系统5具有HMI人机界面11，在三维交流伺服运动平台4上架设有支架成型机7，在支架成型机7上设有由精密步进挤出系统8和气动助力挤出系统9驱动的双挤出头装置10，且所述成型机电控制系统5的电信号输入至精密步进挤出系统8和气动助力挤出系统9中，所述气动助力挤出系统9具有气压泵动力源12，所述双挤出头装置10具有水平并列的成型材料挤出头装置13和支撑材料挤出头装置14，且所述成型材料挤出头装置13和支撑材料挤出头装置14的中心轴线与水平线垂直，所述成型材料挤出头装置13和支撑材料挤出头装置14均具有挤出组件15，所述挤出组件15由上至下依次设置有固定卡头151、储料筒152、挤出头153，在所述储料筒152内设有挤出活塞154，且所述挤出组件15中的固定卡头151均通过气压管16与气动助力挤出系统9相连通。
[0015]本实施例在具体应用时，将个性化骨支架3D模型的STL数据文件导入成型机电控制系统5，由成型机电控制系统5对STL文件进行分层处理并生成最优路径算法，然后将运动指令发送给三维交流伺服运动平台4控制X轴伺服进给系统1、Y轴伺服进给系统2和Z轴伺服进给系统3运动，将挤出指令发送给精S步进挤出系统8和气动助力挤出系统9,在综合作用下进行精准成型，当成完一层时，Z轴伺服进给系统3根据分层时的需要向上运动一个层高，直至整个零件成型完毕，将得到的生物骨支架放入低温环境下干燥48个小时然后放入0.9%的生理盐水中充分浸泡I小时后清理支撑材料，然后取出再自然环境下干燥24小时，即可获得最适宜骨组织细胞生长的孔隙率并使其达到了一定的力学性能和良好的内部连通结构的人工生物骨支架。
[0016]以上述依据本实用新型的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项实用新型技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项实用新型的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术O frrl ΤΠ )- 丁 I
【权利要求】
1.一种新型快速制造多孔生物骨支架的装置，其特征在于:包括由X轴伺服进给系统(I)、Y轴伺服进给系统(2)和Z轴伺服进给系统(3)构成的三维交流伺服运动平台(4)，所述三维交流伺服运动平台(4)由具有数据输入装置￠)的成型机电控制系统(5)信号控制，在所述三维交流伺服运动平台(4)上架设有支架成型机(7)，在所述支架成型机(7)上设有由精密步进挤出系统(8)和气动助力挤出系统(9)驱动的双挤出头装置(10)，且所述成型机电控制系统(5)的电信号输入至精密步进挤出系统(8)和气动助力挤出系统(9)中，所述双挤出头装置(10)具有水平并列的成型材料挤出头装置(13)和支撑材料挤出头装置(14)，且所述成型材料挤出头装置(13)和支撑材料挤出头装置(14)的中心轴线与水平线垂直，所述成型材料挤出头装置(13)和支撑材料挤出头装置(14)均具有挤出组件(15)，所述挤出组件(15)由上至下依次设置有固定卡头(151)、储料筒(152)、挤出头(153)，在所述储料筒(152)内设有挤出活塞(154)，且所述挤出组件(15)中的固定卡头(151)均通过气压管(16)与气动助力挤出系统(9)相连通。
2.如权利要求1所述的一种新型快速制造多孔生物骨支架的装置，其特征在于:所述成型机电控制系统(5)具有HMI人机界面(11)。
3.如权利要求1所述的一种新型快速制造多孔生物骨支架的装置，其特征在于:所述气动助力挤出系统(9)具有气压泵动力源(12)。
【文档编号】B29C67/20GK203974080SQ201420397668
【公开日】2014年12月3日 申请日期:2014年7月18日 优先权日:2014年7月18日
【发明者】周建平, 许燕, 党立岩, 徐国强, 姜宏, 王晓静 申请人:新疆大学