技术领域本发明涉及人工软组织的制备方法，特别涉及一种挤出与光固化复合成型的人工软组织制备方法及制备装置。
背景技术：
随着经济的不断发展及科学技术的不断进步，为3D打印技术的发展提供强有力的技术及财力支柱，从而加速了3D打印技术的发展步伐。众所周知，3D打印技术广泛地应用于各行各业当中，而在人工软组织的制备行业中，也离不开3D打印技术的应用。目前，现有3D打印技术在成型人工软组织的方法有多种。如在中国专利申请号为201410280450.0所公开的一种附带血管网流道的人工软组织体的制造方法，其先设计出带血管结构的软组织支架模型，将模型逐一等距分层，制造各层的光掩膜板；然后，将光固化复合溶液注射到工作台上，盖上光掩膜板，使用面曝光技术固化光固化复合溶液，然后层层固化累加，获得带血管结构的光固化水凝胶软组织支架；向支架的血管结构中种植血管内皮细胞，使血管内皮细胞附着在血管管道表面，在体外进行静态培养和动态培养，得到附带血管网流道的人工软组织体。但是，在上述公开的人工软组织体的制造方法中，用到光固化技术及光掩膜板等去制备带有细胞的人工软组织体，故现有的人工软组织体的制造方法存在效果低及浪费材料的缺陷，当人工软组织的层数越多，需要制作的光掩膜板就越多，因此浪费材料。同时，现有的人工软组织体的制造方法只能制造出来结构相对简单的人工软组织体，且人工软组织体的精度不高。因此，有必要提供一种大大降低材料的浪费并大大提高生物活性及制造效率的挤出与光固化复合成型的人工软组织制备方法来克服上述的缺陷。
技术实现要素：
为了克服现有技术的上述缺点与不足，本发明的目的在于提供一种挤出与光固化复合成型的人工软组织制备方法，大大降低材料的浪费，提高了制造效率。本发明的另一目的在于提供一种挤出与光固化复合成型的人工软组织制备装置。本发明的目的通过以下技术方案实现：一种挤出与光固化复合成型的人工软组织制备方法，包括以下步骤：(1)对人工软组织建模，得到人工软组织模型；(2)对人工软组织模型中每一层的轮廓进行处理：用3D打印分层软件计算出所述人工软组织模型中每一层的轮廓信息，并将该轮廓信息生成液压挤出成型所需的代码和可见光固化成型所需的代码；(3)制备光固化复合溶液：先使活体细胞、生长因子及胶原溶液三者混合以得到混合液，再向所述混合液中注入光固化水凝胶，然后再加入可见光光引发剂，得到所述光固化复合溶液；(4)以步骤(3)制备的光固化复合溶液为原料，采用3D打印机的进行人工软组织的制备：(4-1)根据步骤(2)中得到的液压挤出成型所需的代码控制液压挤出头于工作平台上挤出光固化复合溶液，形成液态层；(4-2)根据步骤(2)中得到的可见光固化成型所需的代码控制光固化头对步骤(4-1)得到液态层进行光固化，得到固化层；(4-3)根据步骤(2)中得到的液压挤出成型所需的代码控制液压挤出头在上一步骤得到的固化层上挤出光固化复合溶液，形成液态层；(4-4)根据步骤(2)中得到的可见光固化成型所需的代码控制光固化头对上一步骤得到的液态层进行光固化，得到固化层；(4-5)重复步骤(4-3)和步骤(4-4)多次，得到人工软组织。进一步地，当液压挤出头处于工作状态时，光固化头关闭；在液压挤出头按工作时的运动轨迹复位时，液压挤出头关闭，光固化头处于工作状态。具体地，所述液压挤出成型所需的代码包含3D打印机的液压挤出头的运动轨迹和挤出量的信息；所述可见光固化成型所需的代码包含3D打印机的光固化头的运动轨迹和开关信号信息。进一步地，在进行光固化之前，控制工作平台向下移动一预设距离；步骤(4-4)中，在进行光固化之前，控制工作平台向下移动一预设距离。优选地，所述预设距离为一个液态层厚度的距离。优选地，所述液态层呈半凝固状态。优选地，所述可见光光引发剂为蓝色可见光光引发剂；所述光固化头为蓝色光固化头。为实现上述的目的，本发明的挤出与光固化复合成型的人工软组织的制备装置包括3D打印机，3D打印机的液压挤出头与光固化头固定连接；当液压挤出头处于工作状态时，光固化头关闭；在液压机出头按工作时的运动轨迹复位时，液压挤出头关闭，光固化头处于工作状态。进一步地，所述3D打印机的工作平台在液压挤出头按工作时的运动轨迹复位前向下移动一预设距离。与现有技术相比，本发明具有以下优点和有益效果：(1)本发明将混合有活体细胞的光固化复合溶液挤出以形成液态层，再快速对液态层进行光固化处理以形成固化层，从而使得本发明的人工软组织制备方法能一边挤出液态层，另一边能快速光固化该液态层，这样一方面能大大降低材料的浪费，另一方面能大大提高人工软组织的生物活性及制造效率。(2)本发明采用蓝光蓝色可见光固化液态层，由于蓝色可见光对活体细胞没有不利影响，故有效地提高所成型出来的人工软组织的生物活性。(3)本发明可用于制备结构复杂的人工软组织体，制备精度高。附图说明图1为本发明的实施例的挤出与光固化复合成型的人工软组织制备装置的液压挤出头、工作平台及蓝色光固化头的示意图。图2为本发明的实施例的挤出与光固化复合成型的人工软组织制备方法执行步骤(4-2)时的示意图。图3为本发明的实施例的挤出与光固化复合成型的人工软组织制备方法执行步骤(4-4)时的示意图。图4为本发明的实施例的挤出与光固化复合成型的人工软组织制备方法执行步骤(4-5)后的示意图。具体实施方式下面结合实施例，对本发明作进一步地详细说明，但本发明的实施方式不限于此。实施例本实施例的挤出与光固化复合成型的人工软组织制备装置包括3D打印机，如图1所示，3D打印机的液压挤出头10与光固化头20固定连接，较优的是，在本实施例中，光固化头20为蓝色光固化头，但不以此为限；当液压挤出头10处于工作状态时，蓝色光固化头20关闭；在液压挤出头10按工作时的运动轨迹复位(如图2中双箭头所指方向)时，液压挤出头10关闭，蓝色光固化头20处于工作状态；较优的是，如图2所示，3D打印机的工作平台30在液压挤出头10按工作时的运动轨迹复位前向下移动一预设距离，该预计距离为下面描述到的一个液态层厚度的距离。本实施例的挤出与光固化复合成型的人工软组织制备方法，包括以下步骤：(1)对人工软组织建模，得到人工软组织模型；(2)对人工软组织模型中每一层的轮廓进行处理：用3D打印分层软件计算出所述人工软组织模型中每一层的轮廓信息，并将该轮廓信息生成液压挤出成型所需的代码，该代码含有运动轨迹和挤出量的信息；以及可见光固化成型所需的代码，该代码含有运动轨迹及开关信号信息；(3)制备光固化复合溶液：先使活体细胞220、生长因子及胶原溶液三者混合以得到混合液，具体地，活体细胞220、生长因子及胶原溶液三者按不同软组织所需比例进行混合，如1：2：3等比例混合，但不以此为限；再向所述混合液中注入光固化水凝胶，然后再加入可见光光引发剂，较优为是可见光引发剂为蓝色可见光光引发剂，得到所述光固化复合溶液。(4)以步骤(3)制备的光固化复合溶液为原料，采用3D打印机的进行人工软组织的制备：(4-1)根据步骤(2)中得到的液压挤出成型所需的代码控制液压挤出头10于工作平台30上挤出光固化复合溶液，形成液态层，较优的是，所述液态层在未光固化前呈半凝固状态；本步骤中，液压挤出头10处于工作状态，光固化头20关闭；(4-2)控制工作平台向下移动一个液态层厚度的距离；根据步骤(2)中得到的可见光固化成型所需的代码控制液压挤出头10按工作时的运动轨迹复位，此时液压挤出头10关闭，蓝色光固化头20处于工作状态；蓝色光固化头20对步骤(4-1)得到液态层进行光固化，得到固化层210，如图2所示；(4-3)根据步骤(2)中得到的液压挤出成型所需的代码控制液压挤出头10在上一步骤得到的固化层210上挤出光固化复合溶液，形成液态层；(4-4)控制工作平台30向下移动一个液态层厚度的距离，根据步骤(2)中得到的可见光固化成型所需的代码控制蓝色光固化头对上一步骤得到的液态层进行光固化，得到固化层210，如图3所示；(4-5)重复步骤(4-3)和步骤(4-4)多次，得到人工软组织200，如图4所示。由于本发明的人工软组织制备方法采用挤出及光固化复合成型的方法，将混合有活体细胞220的光固化复合溶液挤出以形成液态层，再快速对液态层进行光固化处理以形成固化层210，从而使得本发明的人工软组织制备方法能一边挤出液态层，另一边能快速光固化该液态层，这样一方面能大大降低材料的浪费，另一方面能大大提高人工软组织的生物活性及制造效率。上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受所述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。