皮肤原位打印设备的制作方法

文档序号:18572474发布日期:2019-08-31 01:25阅读:127来源:国知局
皮肤原位打印设备的制作方法

本实用新型属于医疗设备领域,涉及一种皮肤原位打印设备。



背景技术:

皮肤缺损是指烧烫伤、机械损伤等原因造成的皮肤缺失。若皮肤缺损部位的损伤深度达到真皮层及以下,则人体无法进行完全再生,而是通过成纤维细胞长入等方式愈合,愈合后缺损部位就形成了瘢痕组织。瘢痕组织与正常皮肤的颜色、形状均有较大差异,极不美观,因此容易给病患带来心理负担;不仅如此,瘢痕组织弹性较差且缺乏毛孔、透气性差,也容易让病人产生不适感。所以,在治疗皮肤缺损时应当尽量让皮肤正常愈合,避免产生瘢痕组织。

临床上常采用拉伸损伤部位周围皮肤或移植其他部位皮肤的方法对损伤部位进行修复。但在深度缺损部位的面积极大(例如严重烧烫伤等)时,由于病人未受到损伤的部位也不多,能够取得的正常皮肤无法满足覆盖缺损部位的需求,因此这些方法均无法应用。现有技术中,针对这样的大面积皮肤缺损出现了人造皮肤疗法,即,事先用生物高分子材料制备好带有毛细孔的人造皮肤,将这样的人造皮肤修剪成破损部位的形状后覆盖在缺损部位,即可保护皮下组织、加快愈合。然而,由于缺损部位通常深浅不一、形状不规整,因此人造皮肤通常难以达到理想的贴合状态,使得治疗效果也不够理想。

为了克服上述人造皮肤的缺陷,现有技术中产生了打印皮肤的概念。即,采用类似3D打印的方法让生物胶溶液(即具有自凝固特性的生物相容性高分子材料溶液)形成特定形状和厚度的人造皮肤层并应用在治疗过程中。然而,这样的人造皮肤需要精确的操作才能完成缝合并达到理想贴合,因此其应用也受到了限制。



技术实现要素:

为解决上述问题,本实用新型的发明人提出了皮肤3D原位打印的方法,即,采用特定的3D打印设备直接将高分子材料(即用于形成皮肤层的生物胶及对应的交联剂)涂布在人体缺损部位从而在形成形状适应且贴合更加良好的人造皮肤,并且该方法还不需要缝合操作。同时,为了克服通常的3D打印设备因仅具有上下左右移动的移动机构而不适用于人体缺损部位的缺点,发明人提出了用于进行皮肤原位打印的皮肤原位打印设备,具体采用了如下技术方案:

本实用新型提供了一种皮肤原位打印设备,用于将通过打印而形成人工皮肤的生物胶涂布在人体的预定部位,其特征在于,包括:承载装置,用于承载以及转动患者;多个打印头装置,用于将生物胶涂布在预定部位;涂布动力装置,用于向打印头装置提供涂布生物胶和交联剂时让生物胶以及交联剂被挤出喷头单元的动力;打印头移动装置,用于将打印头装置移动至预定部位;以及控制装置,用于控制承载装置、打印头装置、涂布动力装置以及打印头移动装置,使得承载装置的转动动作、打印头装置的涂布动作、涂布动力装置的动力提供动作以及打印头移动装置的移动动作相互配合从而将生物胶和交联剂涂布在患者的预定部位,其中,打印头装置包括:打印单元,用于容纳及涂布不同的生物胶或生物胶成分,具有容纳生物胶的筒体以及设置在筒体底部的用于涂布生物胶的针头;打印升降组件,用于对打印单元进行升降,具有升降槽、设置在升降槽内的升降丝杠、通过螺纹结合套设在升降丝杠上从而与该升降丝杠形成滚珠丝杠副的升降滚珠轴承以及升降驱动电机;打印移动组件,用于对打印升降单元进行水平移动,使得打印单元进行水平移动;以及打印支架,具有安装在升降滚珠轴承上的安装部、设置在安装部的一侧表面上的连接部以及设置在连接部远离安装部的一端上用于容纳筒体的一个容纳部。

本实用新型提供的皮肤原位打印设备,还可以具有这样的技术特征,其中,打印移动组件包括固定在升降槽上的打印移动滚珠轴承以及安装在该打印移动滚珠轴承上的打印移动驱动电机。

本实用新型提供的皮肤原位打印设备,还可以具有这样的技术特征,其中,容纳部内设有竖直延伸的容纳孔部,筒体的外径与容纳孔部的内径相适应。

本实用新型提供的皮肤原位打印设备,还可以具有这样的技术特征,其中,容纳部具有两个相互铰接并且用于夹持筒体的夹部,夹部的内侧表面上设有多个橡胶垫片。

本实用新型提供的皮肤原位打印设备,还可以具有这样的技术特征,其中,打印支架还具有设置在安装部内的转动驱动电机,连接部的一端延伸至安装部内并与转动驱动电机的输出端固定连接,从而能够在转动驱动电机的驱动下相对于安装部转动。

本实用新型提供的皮肤原位打印设备,还可以具有这样的技术特征,其中,打印头移动装置具有支撑组件和设置在支撑组件上的第一移动组件及第二移动组件,第一移动组件包括沿第一水平方向延伸的第一槽和第一丝杠、通过螺纹结合安装在第一丝杠上的第一滚珠轴承以及与第一丝杠平行设置的第一滑杆;第二移动组件包括套设在第一滑杆上的第二固定部、沿第二水平方向延伸的第二槽以及设置在第二槽内沿第二水平方向延伸的第二丝杠,第二槽的一端固定在第二固定部上,另一端固定在第一滚珠轴承上,打印头装置还具有打印移动组件,该打印移动组件包括打印移动滚珠轴承以及打印移动驱动电机,打印移动滚珠轴承通过螺纹结合套设在第二丝杠上从而与第二丝杠共同形成滚珠丝杠副结构,升降槽固定在打印移动滚珠轴承上,打印移动驱动电机设置在打印移动滚珠轴承上,用于驱动打印移动滚珠轴承沿着第二方向移动,进而使得升降槽整体沿着第二方向移动。

本实用新型提供的皮肤原位打印设备,还可以具有这样的技术特征,其中,支撑组件包括呈长方体形状的第一支撑台和第二支撑台,第一槽设置在第一支撑台上,第一滑杆固定在第二支撑台上,承载装置位于第一支撑台及第二支撑台之间。

本实用新型提供的皮肤原位打印设备,还可以具有这样的技术特征,其中,第一槽内还设置有两根沿第一水平方向延伸的第一滑轨,第一滚珠轴承上设置有两个分别嵌合在第一滑轨上的第一嵌槽。

本实用新型提供的皮肤原位打印设备,还可以具有这样的技术特征,其中,打印单元还包括一个用于对筒体进行封闭的筒盖,该筒盖上还设置有用于与涂布动力装置相连通的空气入口。

本实用新型提供的皮肤原位打印设备,还可以具有这样的技术特征,其中,承载装置包括:底座,包括水平部、分别设置在该水平部两端的两个垂直部以及由两个垂直部与水平部形成的安装槽,两个垂直部的上端的内表面上均设置有安装孔;承载台,安装在安装槽内,用于承载患者,具有底板以及两个分别固定在底板的两端的侧板,两个侧板的外侧面上均设置有用于固定在安装孔内的固定轴;以及驱动机构,用于驱动承载台在安装槽内绕着两个固定轴形成的轴线进行摆动,从而使得承载台上的患者的预定部位的运动能够配合打印头装置的打印动作。

实用新型作用与效果

根据本发明提供的皮肤原位打印设备,由于具有多个打印头装置,因此能够分别对不同的生物胶成分进行涂布打印,从而完成皮肤原位打印工作。由于打印头装置具有打印升降单元和打印移动组件,其中,打印升降单元能够对打印支架及打印单元进行整体升降,因此在多个打印头装置被同时安装至一个皮肤原位打印设备上时,能够让不需要使用的打印单元上升至打印位置上方从而避免其干扰;打印移动组件能够对打印升降单元、打印支架以及打印单元进行整体水平移动,因此,多个打印头装置能够沿水平方向进行独立的运动,即它们的运动方向、运动速度能够根据实际涂布需要进行不同的设置,进而使得多个打印单元对不同的生物胶溶液的涂布更加精确和有序。同时,控制装置能够分别对承载装置、多个打印头装置、涂布动力装置以及打印头移动装置进行控制,使得这些装置的动作能够协调进行,因此能够完成复杂的打印动作,从而将含有不同性质、不同微观结构的皮肤层一次性打印成型。

附图说明

图1是本实用新型实施例的皮肤原位打印设备的结构示意图;

图2是本实用新型实施例的打印头装置及打印头移动装置的结构示意图;

图3为本实用新型实施例的打印头装置的结构示意图;

图4为本实用新型实施例的打印单元的结构示意图;

图5为本实用新型实施例的承载装置的结构示意图。

具体实施方式

<实施例>

图1是本实用新型实施例的皮肤原位打印设备的结构示意图。

如图1所示,皮肤原位打印设备100包括打印头移动装置10、打印头装置20、承载装置30、涂布动力装置以及控制装置(涂布动力装置和控制装置图中未示出)。

图2是本实用新型实施例的打印头装置及打印头移动装置的结构示意图。

如图1及图2所示,打印头装置20用于将生物胶涂布在预定部位,打印头移动装置10用于驱动打印头装置20从而让打印头装置 20移动至需要进行皮肤打印的预定部位。本实施例中,打印头装置 20的数量为两个。

打印头移动装置10包括第一移动组件11、第二移动组件12以及支撑组件。

支撑组件包括呈长方体形状的第一支撑台13和第二支撑台14,该第一支撑台13和第二支撑台14的底部均固定在地面上,且二者高度相同,因此该第一支撑台13和第二支撑台14的顶部均位于同一水平面上。另外,第一支撑台13和第二支撑台14的长度方向(即水平方向上的长度方向)相同,本实施例中该长度方向为第一水平方向,垂直于第一水平方向的水平方向为第二水平方向。

第一移动组件11包括第一槽111、第一丝杠112、第一滚珠轴承 113、第一滑杆114以及第一驱动电机。

第一槽111设置在第一支撑台13的顶部,其长度方向也是第一水平方向。另外,第一槽111内设置有两根沿第一水平方向延伸的第一滑轨111A。

第一丝杠112沿第一水平方向延伸,两端分别固定在第一槽111 的两端。

第一滚珠轴承113套设在第一丝杠112上,第一滚珠轴承113的内壳体通过螺纹结合安装在第一丝杠112上,使得第一滚珠轴承113 与第一丝杠112构成了滚珠丝杠副结构。第一滚珠轴承113的外壳体上设置有两个分别嵌合在第一滑轨111A上的第一嵌槽113A,使得第一滚珠轴承113能够沿着第一滑轨111A滑动。

第一滑杆114的长度方向为第一水平方向,该第一滑杆114固定安装在第二撑台14的顶部,因此该第一滑杆114既不能转动,也不能移动。

第一驱动电机位于第一槽111的一端,第一丝杠112的一个端部与该第一驱动电机的输出端固定连接。当第一驱动电机输出驱动力时,第一丝杠112就在第一驱动电机的驱动下转动,从而驱动第一滚珠轴承113沿着第一滑轨111A滑动。

第二移动组件12包括第二槽121、第二丝杠122以及第二固定部123。

第二固定部123上设有一个内径与第一滑杆114相适应的孔部,第一滑杆114穿过该孔部使得第二固定部123被套设在第一滑杆114 上。

第二槽121的延伸方向为第二水平方向,一端固定在第二固定部 123上,另一端固定在第一滚珠轴承113的外壳体上。

当第一驱动电机驱动第一丝杠112转动时,第一丝杠112驱动第一滚珠轴承113沿着第一方向移动;由于第二固定部123套设在第一滑杆114上,使得第二槽121的移动自由度被第一滑杆114所限制,因此,在第一丝杠112和第一滚珠轴承113所形成的滚珠丝杠副的带动作用下,第二槽121就能够沿着第一水平方向进行整体移动。另外,第一驱动电机为伺服电机,其能够在不同的电信号驱使下正转或者反转,使得第二槽121能够相应地沿着第一水平方向来回移动。

第二丝杠122设置在第二槽121内,其长度方向为第二水平方向。第二丝杠122的两端分别固定在第二槽121的两端,因此其不能转动或移动。

图3为本实用新型实施例的打印头装置的结构示意图。

如图1、图2及图3所示,打印头装置20包括打印移动组件、打印升降单元22、打印支架23以及打印单元24。

打印移动组件包括打印移动滚珠轴承21以及打印移动驱动电机。

打印移动滚珠轴承21的结构与第一滚珠轴承113类似,其同样具有能够相对转动的内壳体和外壳体。内壳体通过螺纹结合套设在第二丝杠122上,与第二丝杠122一同形成滚珠丝杠副的结构;外壳体具有嵌合在第二槽121内的突起部,因此其移动方向被第二槽121及第二丝杠122所限制。

打印移动驱动电机设置在打印移动滚珠轴承21上,用于驱动对应的打印移动滚珠轴承21的内壳体转动,使得打印移动滚珠轴承21 能够沿着第二丝杠122的长度方向(即第二水平方向)移动。另外,与第一驱动电机类似,本实施例的打印移动驱动电机为伺服电机,能够在不同的电信号驱使下正转或反转,使得打印移动滚珠轴承21能够相应地沿着第二水平方向来回移动。

在本实施例中,由于打印头装置20的数量为两个,即打印移动驱动电机和打印移动滚珠轴承21的数目均为两个,这两个打印移动驱动电机能够分别驱动对应的打印移动滚珠轴承21沿着第二丝杠122的长度方向(即第二水平方向)移动,使得两个打印移动滚珠轴承21沿第二水平方向的运动能够相互独立。

打印升降单元22包括升降槽221、升降丝杠222、升降滚珠轴承 223以及升降驱动电机。

升降槽221固定在移动滚珠轴承211的外壳体上,该升降槽221 的长度方向为竖直方向。升降槽221内还设有两根升降滑轨224,这两根升降滑轨224的长度方向为竖直方向,两端均分别固定在升降槽 221的两端上。

升降驱动电机安装在升降槽221的顶部位置处,升降丝杠222的长度方向也为竖直方向,其顶端与升降驱动电机的输出端固定连接,底端通过轴承安装在升降槽221的底端上,因此能够在升降驱动电机的驱动下转动。

升降滚珠轴承223的结构与第一滚珠轴承113、移动滚珠轴承211 类似,具有能够相对转动的内壳体和外壳体。其中,内壳体通过螺纹结合套设在升降丝杠222上从而与升降丝杠222共同构成滚珠丝杠副结构,外壳体具有分别嵌合在升降滑杆224上的两个凹陷部,因此升降滚珠轴承223的移动自由度被升降滑杆224所限制,当升降驱动电机驱动升降丝杠222转动时,升降滚珠轴承223就在升降丝杠222的驱动下在竖直方向上对应地移动。

打印支架23包括安装部231、连接部232、容纳部233以及转动驱动电机。

安装部231呈长方体状,固定在升降滚珠轴承223的外壳体上;同时,转动驱动电机设置在安装部231内。

连接部232设置在安装部231远离升降滚珠轴承223的一侧上,该连接部232的一端延伸至安装部231内并与转动驱动电机的输出端固定连接,因此能够在转动驱动电机的驱动下相对于安装部231转动。

容纳部233呈长方体形状,其侧面固定在连接部232远离安装部 231的一端上,该容纳部233内设置有沿长度方向延伸的容纳孔部。

图4为本实用新型实施例的打印单元的结构示意图。

如图3及图4所示,打印单元24包括筒体241、安装在筒体241 下端的针头242以及可拆卸地安装在筒体241上端的筒盖243。

筒体241为空心圆筒状,外径与容纳孔部的内径相适应,因此能够容纳在容纳孔部内。另外,筒体241的长度大于容纳孔部的长度,且筒盖243的直径大于容纳孔部的直径,因此筒体241的下部及针头 242均从容纳孔部下部露出。本实施例中,容纳孔部的内表面上还设有多个橡胶垫片,使得筒体241不容易滑脱。

筒盖243上设有空气入口244,筒盖243与筒体241相接触的内侧还设有密封圈(图中未示出)。本实施例中,空气入口244为孔状,在其他实施例中,为了与空气导管更好地连接,该空气入口244也可以设置为管状。

针头242与筒体241的内部相连通,因此筒体241内部容纳的生物胶或生物胶成分可通过针头242被挤出,从而完成涂布过程。

本实施例中,涂布动力装置包括气体储存器、压力调节器和空气过滤器(图中均未示出)。

其中,气体储存器用于储存及提供压力空气,该气体储存器可以是压缩空气罐或气泵,也可以是其他形式的压缩空气提供部件;压力调节器为设置在气体储存器的压力空气出口上的电磁调节阀,用于对气体储存器提供的压力空气进行流量大小的调节,从而对其提供的气体压力大小进行调节;空气过滤器通过软管分别与压力调节器及空气入口244连通,用于对调节压力后的压力空气进行过滤并将过滤后的压力空气通过空气入口244输送至筒体241内。另外,由于本实施例的打印单元24的数量为两个,空气过滤器的洁净空气出口也通过两根软管分别与两个打印单元24的空气入口244连通。另外,每根软管上均设有封闭夹,用于在对应的打印单元24不需要压力空气时将空气入口244封闭。

图5为本实用新型实施例的承载装置的结构示意图。

如图1及图5所示,承载装置30位于第一支撑台13和第二支撑台14之间,该承载装置30包括底座31、承载台32、驱动机构33、四个卡座34、固定组件35、六个调节凹槽36以及两个挡板37。

底座31包括水平部311以及两个垂直部312,其中水平部311 的底部固定在地面上。

两个垂直部312分别沿着垂直于水平部311的设置在水平部311 的两端。垂直部312的高度相同,均高于水平部311的高度,使得两个垂直部312与水平部311之间形成一个安装槽。

两个垂直部312的高于水平部311的上端的顶部的内表面上均设置有安装孔,安装孔下方的两侧各设置有一个突块作为限位件(图中未示出)。

承载台32安装在安装槽内,用于承载患者,该承载台32包括底板321、两个侧板322以及气垫缓冲层。

底板321的上表面为顶部向下突出的弧形面,用于让患者躺下。底板321的长度为1.7m~2.0m,两侧边的水平宽度为40cm~70cm。在本实施例中,底板321的长度为1.9m,两侧边的水平宽度为36cm。

两个侧板322呈扇形,分别沿垂直于底板321的方向上设置在底板321的两端,同时该两个侧板322的底边分别与底板321的弧形侧边相固定结合。

两个侧板322的外侧面上与垂直部312的安装孔的对应位置处设置有固定轴323。通过将固定轴323固定在安装孔内,即可使承载台 32安装在安装槽内。

本实施例中,固定轴323正下方位置处的侧板323上还设置有一个向外突起且圆周位置与限位件相对应的卡块,即,每个侧板323上均有一个卡块,以固定轴323及安装孔为圆心看,卡块与限位件在同一个圆周上,因此当承载台32以固定轴323为圆心转动时,限位件和卡块能够相互接触。

气垫缓冲层铺设在底板321上,用于缓冲患者躺在底板321上时患者与底板321之间的压力。

驱动机构33用于驱动承载台32在安装槽内绕着两个固定轴323 形成的轴线进行摆动,使得躺在底板上的患者的伤口皮肤的运动能够配合打印头装置20的打印动作,该驱动机构33为驱动电机,其设置在垂直部312内,用于驱动承载台32的固定轴323在安装孔内进行转动,从而带动底板321转动。

在转动过程中,卡块随着侧板322的转动而运动,安装孔两侧的限位件限制了卡块的运动路径,使其向左摆动或者向右摆动时摆动幅度都不超过两个限位件,从而使得承载台32的向左摆动的角度或者向右摆动的角度都不超过50°。

卡座34的数量为四个,其中两个对称设置在底板321的一侧,另外两个对称设置在底板321的另一侧。即,在本实施例中,4个卡座34分别两两对称地设置在底板321的头尾两端,且均位于底板321 的侧边上。

固定组件35包括固定带351、卡扣352以及调节扣353。

卡扣352设置在固定带351的两端,与卡座34相匹配使用,在卡合件的卡合下固定在卡座内,从而使得患者被固定在底板321上。当解开固定带351时,通过卡座34内的弹性按压件按压卡合件,即可使得卡扣352脱离卡合件,进而解开固定带351让患者能够离开。

调节扣353设置在固定带351的中部位置处,用于调节固定带 351的长度以适应不同体型的患者。

六个调节凹槽36分别对称地设置在底板321上。即,三个调节凹槽36沿着底板的长度方向上设置在底板321的一侧的中部位置,另外三个调节凹槽36对称设置在底板321的另一侧的中部位置。在本实施例中,在同一侧的相邻两个调节凹槽36之间的间隔为5cm。另外,调节凹槽36均为非贯穿槽,同时每个调节凹槽36的两端各设置有一个贯穿底板321的定位孔。

两个挡板37的长度均与调节凹槽36的长度相同,挡板37的下端的两端各设置有一个与定位孔321相匹配的定位销371。将两个定位销371插入到调节凹槽36两端的定位孔中,即可让两个挡板37分别固定在底板321的两侧从而限定底板321的可使用宽度。当遇到不同体型的患者时,可以将挡板37卸下,根据患者的体型,将挡板37 放置在不同位置的调节凹槽36上。

本实施例的皮肤原位打印设备还具有控制装置,该控制装置包括安装有预定控制程序的计算机以及多个驱动信号发生器。驱动信号发生器与控制装置通信连接,同时分别与各个驱动电机(包括第一驱动电机、打印移动驱动电机、升降驱动电机、转动驱动电机以及驱动机构33的驱动电机)电连接,每个驱动信号发生器均可以在控制装置的控制下产生对应的驱动各个驱动电机的电信号。另外,控制装置还与压力调节器相连接,因此其能够对压力调节器进行控制从而对筒体 241内的气体压力进行控制(即,控制电磁调节阀的开放程度,从而使得进入筒体241内的空气量增加或减少,进而实现气体压力的控制)。

以下结合附图说明本实施例的打印头装置以及皮肤原位打印机构的工作原理。

进行皮肤打印之前,医务人员可在无菌环境下将生物胶溶液置入筒体241内,然后盖上筒盖243,接通空气过滤器并将压力调节器调节至关闭,让压力空气不能进入筒体241。然后,让病患汤汁承载台 32上,调节挡板37并用固定组件35对病患进行固定。通过控制装置向打印头移动装置10中的各个驱动电机发送不同的控制信号,即可让病患的身体转动合适的角度,并让打印头移动装置10将打印头装置20带动至需要进行皮肤打印的预定缺损部位。

到达预定部位后,即可控制升降驱动电机以及转动驱动电机,让装有预定生物胶溶液的打印单元24的针头242靠近缺损部位,同时打开并调节压力调节器让压力空气以预定的压力进入筒体241内,使得筒体241内的生物胶溶液因压力被挤出,并通过针头242被涂布在预定部位上。

上述过程中,通过控制装置控制打印头移动装置10、驱动组件、转动组件以及压力调节器,就能够让单个打印单元24进行生物胶溶液的挤出和涂布,而不需要进行涂布的打印单元24则可通过控制对应的升降驱动电机,让打印单元24整体上升从而远离缺损部位。这种方式适合于单一的生物胶溶液的涂布及原位打印。

一些情况下,皮肤的原位打印可能需要生物胶溶液的不同成分 (例如胶液及交联剂)同时、或略微先后地被涂布至同一位置。这种情况下,也可以通过控制驱动组件让两个打印单元24同时下降至缺损部位处,同时控制转动驱动电机让各个打印单元24同时转动适当角度,使得各个针头242同时靠近缺损部位,再通过向两个打印单元 24的筒体241内同时通入空气、控制各打印升降单元22的升降动作及打印支架的转动动作,即可让两个打印单元24相互配合,从而完成生物胶溶液的不同成分的同时或略微先后的涂布过程。

另外,缺损部位面积大时,还可以通过控制驱动机构33的驱动电机从而让病患的身体发生对应的转动,因此不需要让病患反复转动身体。

实施例作用与效果

根据本实施例提供的皮肤原位打印设备,由于具有多个打印头装置,因此能够分别对不同的生物胶成分进行涂布打印,从而完成皮肤原位打印工作。由于打印头装置具有打印升降单元和打印移动组件,其中,打印升降单元能够对打印支架及打印单元进行整体升降,因此在多个打印头装置被同时安装至一个皮肤原位打印设备上时,能够让不需要使用的打印单元上升至打印位置上方从而避免其干扰;打印移动组件能够对打印升降单元、打印支架以及打印单元进行整体水平移动,因此,多个打印头装置能够沿水平方向进行独立的运动,即它们的运动方向、运动速度能够根据实际涂布需要进行不同的设置,进而使得多个打印单元对不同的生物胶溶液的涂布更加精确和有序。同时,控制装置能够分别对承载装置、多个打印头装置、涂布动力装置以及打印头移动装置进行控制,使得这些装置的动作能够协调进行,因此能够完成复杂的打印动作,从而将含有不同性质、不同微观结构的皮肤层一次性打印成型。

此外,多个打印头装置还可以使得打印过程中不同成分的生物胶溶液及交联剂等都能够分开进行涂布,避免生物胶溶液过早发生交联凝固(例如,采用同一个打印头装置对预先混合了交联剂的生物胶进行打印时,很可能在没有全部打印完时生物胶就凝固了)。

实施例中,打印移动组件包括打印移动滚珠轴承以及打印移动驱动电机,并且打印移动驱动电机安装在打印移动滚珠轴承上,因此,通过打印移动驱动电机的驱动使得打印移动滚珠轴承能够沿水平方向进行运动,进而使得打印单元沿水平方向进行运动。此外,当多个打印头装置同时进行工作时,通过对其各自的打印移动驱动电机进行分别控制,就能够实现多个打印单元在水平方向的不同运动,进而实现不同生物胶溶液的精确涂布。

实施例中,容纳部整体呈长方体形状,且其内部具有竖直延伸的容纳孔部,该容纳孔部的尺寸与打印单元的筒体相适应并且内壁上设有橡胶垫片,因此能够很好地卡住筒体并让筒体与容纳部的相对位置保持一致,使得容纳部移动时打印单元的筒体及针头均能够进行相应的移动,从而能够避免打印单元与容纳部之间固定不良而带来的位移及涂布误差问题,提高原位打印的精准度。

另外,承载装置能够承载并转动患者使患者的预定部位的运动配合打印头装置的打印动作,使得打印头装置的涂布精确度高。由于承载装置本身能够转动,所以,打印时患者只需要平躺或俯卧在承载装置上即可,此时即使将患者进行固定,患者也不会感到难受,能够提高患者治疗过程的舒适度。

上述实施例仅用于举例说明本实用新型的具体实施方式,而本实用新型的皮肤原位打印机构不限于上述实施例所描述的范围。

例如,实施例中,容纳部为长方体形状且其内部具有竖直延伸的容纳孔部,但在本实用新型中,该容纳部也可以是夹式容纳部,即容纳部包含两个相互铰接的夹部从而夹持筒体。同时,夹式容纳部上也可以设置橡胶垫片,从而让筒体的夹持更为牢固。与通孔式容纳部相比,这种夹式容纳部对相对位置的保持要稍差一些,使得原位打印的精准度略微下降,但针筒的固定及取下更为容易,因此操作更为简单快速,更适用于急性及临时性的原位皮肤打印。

实施例的打印头移动装置采用涂布动力装置提供的压力空气作为动力,使得打印单元中的生物胶能够在经过过滤的洁净压缩空气的压力作用下被挤出从而完成涂布,其过程中通过控制压力调节器即可控制压力及流速,进而控制涂布的速度,因此能够通过电信号就实现控制过程,使得生物胶涂布过程更容易与打印单元自身的移动形成配合,达到理想的皮肤打印效果。但在本实用新型中,还可以采用机械挤压(例如在筒体内设置柱塞,控制柱塞挤压生物胶)等形式。与压力空气的形式相比,机械挤压的压力控制及基础速度的控制是直接通过对挤压部件的控制实现的,控制过程更为精准,但由于需要设置传感器来对压力及挤出速度进行监测,因此成本更高。

实施例中,打印头移动装置采用多轴式移动装置的形式,但在本实用新型中,打印头移动装置还可以采用机械臂式移动装置的形式,即,多个机械臂铰接并通过舵机带动转向,从而实现类似人体手臂动作的移动装置。这种情况下可以设置与打印头装置分别对应的多个机械臂,让每个打印头装置安装在对应机械臂上,从而实现各个打印头装置的协调动作。另外,安装时将打印头装置的升降槽直接固定在机械臂的末尾部分即可。

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