一种组织工程支架的半自动制备装置制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及组织工程学的【技术领域】，特别涉及一种组织工程支架的半自动制备装置。本实用新型的组织工程支架的半自动制备装置，包括推进泵、纳米纱制备装置和接收装置，所述推进泵设置在所述纳米纱制备装置和所述接收装置的上方，还包括用于自动控制所述接收装置移动的控制装置，所述接收装置设置在所述控制装置上。与现有技术相比，本实用新型通过数字化控制装置自动控制接收装置的匀速、水平、往复移动，保证接收的纳米纱可在接收装置上均匀分布，极大地提高了组织工程支架的制备质量和均一性，简化了制备过程，解放了人力，可量化生产，对将来组织工程支架的广泛制备和进一步科学研究都有重要的现实意义。
【专利说明】一种组织工程支架的半自动制备装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及组织工程学的【技术领域】，特别涉及一种组织工程支架的半自动制备装置。
【背景技术】
[0002]各种原因导致的人体组织器官功能障碍或缺损严重危害患者的健康及生活质量，给临床治疗带来许多困难，同时给病患和社会造成了沉重的经济负担。组织工程技术通过人工体外构建具有一定生理功能的组织和器官，可以为功能障碍或缺损的病变组织和器官提供治疗所需的供体，解决目前临床治疗过程中普遍存在的供体不足的问题，同时可大幅降低免疫排斥反应、疾病传播等相关治疗风险。组织工程支架作为组织工程技术的基本要素之一，是实现这一技术的基础，可为种子细胞的种植提供粘附和增殖的微环境，并在植入体内后发挥部分的生理功能。理想的组织工程支架不但有利于细胞的粘附和增殖，还可诱导细胞定向排列，促进细胞外基质的分泌，从而构建出可用于组织或器官替代的组织工程材料。
[0003]目前，存在一种通过机械加捻的方式获得的纳米纱增强的纳米纤维组织工程支架，这种支架在取向方向的拉伸力学强度高于无规纳米纤维支架，略低于取向纳米纤维支架，同时细胞长入效果比无规和取向纳米纤维支架都要好很多，是很有前途的组织工程支架。但是，在制备上述纳米纤维组织工程支架的过程中，需要使纳米纱接收装置在转动接收纳米纱的同时进行水平移动，而水平移动是靠人工操作的，操作不方便，制备的组织工程支架厚度无法满足临床应用要求，均一性较差，无法量化生产。
实用新型内容
[0004]本实用新型的目的在于提供一种组织工程支架的半自动制备装置，以解决现有技术在制备纳米纤维组织工程支架的过程中，需要使纳米纱接收装置在转动接收纳米纱的同时进行水平移动，而水平移动是靠人工操作的，操作不方便，制备的组织工程支架厚度无法满足临床应用要求，均一性较差，无法量化生产的技术性问题。
[0005]本实用新型目的通过以下技术方案实现:
[0006]一种组织工程支架的半自动制备装置，包括推进泵、纳米纱制备装置和接收装置，所述推进泵设置在所述纳米纱制备装置和所述接收装置的上方，还包括用于自动控制所述接收装置移动的控制装置，所述接收装置设置在所述控制装置上。
[0007]优选地，所述控制装置包括直线导轨、滑台、第一电机和第一控制器，所述滑台设置在所述直线导轨上，所述第一电机与所述滑台连接并可驱动所述滑台在所述直线导轨上匀速、水平、往复运动，所述第一电机和所述第一控制器连接，所述接收装置固定于在所述滑台上。
[0008]优选地，所述纳米纱制备装置包括一漏斗形器具、第二电机和第二控制器，所述第二控制器和所述第二电机连接，所述第二电机与所述漏斗形器具连接并可驱动所述漏斗形器具转动。
[0009]优选地，所述接收装置包括一滚筒、第三电机和第三控制器，所述第三控制器和所述第三电机连接，所述第三电机与所述滚筒的旋转轴连接。
[0010]优选地，所述推进泵和所述接收装置的垂直距离为15-20厘米。
[0011]与现有技术相比，本实用新型有以下有益效果:
[0012]本实用新型通过数字化控制装置自动控制接收装置的匀速、水平、往复移动，保证接收的纳米纱可在接收装置上均匀分布，极大地提高了组织工程支架的制备质量和均一性，简化了制备过程，解放了人力，可量化生产，对将来组织工程支架的广泛制备和进一步科学研究都有重要的现实意义。
【专利附图】
【附图说明】
[0013]图1为本实用新型的组织工程支架的半自动制备装置的结构示意图。
【具体实施方式】
[0014]以下结合附图，详细说明本实用新型。
[0015]请参阅图1，本实用新型的组织工程支架的半自动制备装置，包括推进泵11、纳米纱制备装置、接收装置和用于自动控制接收装置移动的控制装置，推进泵11设置在纳米纱制备装置和接收装置的上方，接收装置设置在控制装置上。推进泵12的静电纺丝喷头与高压直流电源12连接。本实用新型通过数字化控制装置自动控制接收装置的匀速、水平、往复移动，保证接收的纳米纱可在接收装置上均匀分布，极大地提高了组织工程支架的制备质量和均一性，简化了制备过程，解放了人力，可量化生产，对将来组织工程支架的广泛制备和进一步科学研究都有重要的现实意义。
[0016]在本实例中，控制装置包括直线导轨、滑台42、第一电机41和第一控制器，滑台42设置在直线导轨上，第一电机41与滑台42连接并可驱动滑台42在直线导轨上匀速、水平、往复运动，第一电机41和第一控制器连接，接收装置固定于滑台42的顶部可跟随滑台42一起运动。该滑台除控制器和传动装置外的其余部分都为绝缘材料，该滑台由第一电机提供动力，第一电机由第一控制器控制，通过第一控制器可自动控制滑台42的运动，如可精细控制滑台运行的距离、速度、运行方向和循环运行的次数。在本实例中，第一控制器可为北京多普康自动化技术有限公司生产的TC55面板型运动控制器(数控系统)，第一电机为目前市面上常见的普通步进电机。
[0017]在本实例中，纳米纱制备装置包括一漏斗形器具22、第二电机21和第二控制器，第二控制器和第二电机21连接，第二电机21与漏斗形器具22连接并可驱动漏斗形器具22转动。通过第二控制器可调节第二电机21的转速。漏斗形器具的漏斗开口直径可设置为9厘米，作为纳米纱的制备装置，通过旋转可将纳米纤维加捻形成纳米纱。
[0018]在本实例中，接收装置包括一滚筒31、第三电机32和第三控制器，第三控制器和第三电机32连接，第三电机32与滚筒31的旋转轴连接。通过第三电机32可调节滚筒31的转速。滚筒旋转可接收纳米纱或纳米纤维以形成组织工程支架。推进泵和接收装置的垂直距离为15-20厘米。
[0019]本实用新型的制备装置的制备组织工程支架的过程如下:[0020]I)搭建连接各种装置:漏斗形器具的旋转轴和滚筒的上表面在同一水平面上，该水平面位于推进泵的静电纺丝喷头下方约20厘米处；漏斗形器具的旋转轴和滚筒的旋转轴相互垂直，两者相距约IOcm ;滚筒和第三电机固定于滑台上。
[0021]2)将纺丝溶液加入推进泵中，接通高压电源，生成静电纺丝纤维13。
[0022]3)按照预设程序启动第一电机41、第二电机21和第三电机32。第二电机的转速可设定为500转/分；第三电机的转速可设定为2转/分-4转/分，可根据成纱情况进行微调；生成的部分电纺纳米纤维经过漏斗形器具加捻后形成纳米纱，卷绕在滚筒上，同时部分未经漏斗形器具加捻的纳米纤维也卷绕在滚筒表面，通过第一控制器控制第一电机驱动滑台以2-10毫米/分钟(推荐使用5毫米/分钟)的速度沿滚筒的旋转轴的轴向做水平往复运动。
[0023]4)纺丝6小时可制备宽度2厘米、厚度为200微米左右的组织工程支架，纺丝的时间和所制备的支架厚度相关，可根据所需要的支架厚度调整纺丝的时间。
[0024]5)将制备好的支架真空干燥36小时以除去残留溶剂。
[0025]以上公开的仅为本申请的几个具体实施例，但本申请并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化，都应落在本申请的保护范围内。
【权利要求】
1.一种组织工程支架的半自动制备装置，包括推进泵、纳米纱制备装置和接收装置，所述推进泵设置在所述纳米纱制备装置和所述接收装置的上方，其特征在于，还包括用于自动控制所述接收装置移动的控制装置，所述接收装置设置在所述控制装置上；所述纳米纱制备装置包括一漏斗形器具、第二电机和第二控制器，所述第二控制器和所述第二电机连接，所述第二电机与所述漏斗形器具连接并可驱动所述漏斗形器具转动；所述接收装置包括一滚筒、第三电机和第三控制器，所述第三控制器和所述第三电机连接，所述第三电机与所述滚筒的旋转轴连接；漏斗形器具的旋转轴和滚筒的上表面在同一水平面上，漏斗形器具的旋转轴和滚筒的旋转轴相互垂直。
2.如权利要求1所述的组织工程支架的半自动制备装置，其特征在于，所述控制装置包括直线导轨、滑台、第一电机和第一控制器，所述滑台设置在所述直线导轨上，所述第一电机与所述滑台连接并可驱动所述滑台在所述直线导轨上匀速、水平、往复运动，所述第一电机和所述第一控制器连接，所述接收装置固定于在所述滑台上。
3.如权利要求1所述的组织工程支架的半自动制备装置，其特征在于，所述推进泵和所述接收装置的垂直距离为15-20厘米。
【文档编号】D01H4/04GK203700631SQ201320761226
【公开日】2014年7月9日 申请日期:2013年11月27日 优先权日:2013年11月27日
【发明者】杨成伟, 叶晓健 申请人:中国人民解放军第二军医大学