CN107937270B - 一种微流控芯片喷嘴及生物3d打印机 - Google Patents

Abstract

一种微流控芯片喷嘴及生物3D打印机，该微流控芯片喷嘴包括微流控芯片基底层、薄膜层和微流控芯片上层，薄膜层设置在微流控芯片基底层和微流控芯片上层之间，微流控芯片基底层上形成有多条组分流道及其入口和连接多条组分流道的混流流道及其出口，微流控芯片上层上形成有对应于多条组分流道的微阀,所述微阀连接微阀控制管道，通过所述微阀控制管道控制所述微阀来控制各组分流道中组分流体进入混流流道，从而控制混流流道制备出的对象的组分。利用本发明的微流控芯片喷嘴可以实时、准确、灵活地制造不同成分的纤维，将多种组分材料构成的纤维直接打印到构建组织工程支架的基底上，实现了实时、准确地搭建包含多种可选材料的组织支架。

Description

一种微流控芯片喷嘴及生物3D打印机

技术领域

本发明涉及生物3D打印成型技术以及微流控技术,尤其是一种微流控芯片喷嘴及生物3D打印机。

背景技术

生物3D打印技术，是一门利用3D打印的原理和方法，打印组织工程产品的技术。3D打印技术从最开始的立体光刻，发展到熔融沉积、激光烧结等，再到后来这些技术逐渐被应用到生物3D打印的领域上。无论是对无细胞的组织工程支架进行打印，还是直接打印带有细胞的类组织结构，3D打印技术都被广泛地应用。在生物3D打印的过程中，通过层与层之间的精确定位，可以将活细胞、生物材料及生物因子等精确定位到空间位置中。目前，利用生物3D打印技术制备出的相关产品，已经在临床上开始应用。目前，研究人员除了研究如何更加有效地提高生物3D的精度，还在研究如何使得3D打印方式制造出的三维结构，既能在力学方面满足要求，同时生物学功能方面也能满足修复组织和器官的需要。

微流控技术，通常是指在微米及以下尺度的结构中操控纳升至飞升体积流体的技术和科学，在微纳级别尺度下其独特的流体特征、界面效应及热传导性能，这使得其中发生的许多物理或化学过程与常规体系中的同类过程有显著的不同。微流控制备纤维的杰出性能展示了微尺度分离的巨大潜力,微流控芯片的出现进一步将微纳流控体系推到了一个全新的高度。微流控芯片可以实现各种功能的高度集成,微流控制纤维系统是一个典型的代表,通过适当的芯片设计可以将样品、样品预处理、反应、多组分装载及固化等完整的制备过程集成在一个芯片上,类似这样的集成芯片也被称为“芯片实验室(Lab on a chip)”。经过二十多年的发展,微流控技术已覆盖化学、物理、生物、医学、材料科学、光学和微机电系统等众多领域,成为一个重要的交叉学科。

发明内容

本发明的主要目的在于克服现有技术的不足，提供一种微流控芯片喷嘴及生物3D打印机。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种微流控芯片喷嘴，包括微流控芯片基底层、薄膜层和微流控芯片上层，所述薄膜层设置在所述微流控芯片基底层和所述微流控芯片上层之间，所述微流控芯片基底层上形成有多条组分流道及其入口和连接所述多条组分流道的混流流道及其出口，所述微流控芯片上层上形成有对应于所述多条组分流道的微阀，所述微阀连接微阀控制管道，可通入液体或者气体以使所述微阀对所述薄膜层施加或释放压力以关闭或开通相应的组分流道，通过控制所述微阀的开关来控制各组分流道中组分流体进入混流流道，从而控制所述混流流道制备出的对象的组分。

进一步地：

所述微流控芯片基底层上还形成有连续流体通道及其入口，所述连续流体通道的出口连接所述混流流道，所述微流控芯片上层上未设置对应于所述连续流体通道的微阀。

所述微流控芯片基底层和所述微流控芯片上层是由混有较高硬化剂比例的硬PDMS制备而成的，所述薄膜层是由混有较低硬化剂的软PDMS制备而成的。

软PDMS的主剂和固化剂的比例为1:25到1:10。

所述微流控芯片基底层和所述微流控芯片上层利用模具制作，通过软光刻方式或纳米压印制作流道，所述薄膜层利用旋涂机进行旋涂制作，制作的材料为PDMS、PET、PC或PMMA。

所述微流控芯片基底层、所述薄膜层和所述微流控芯片上层通过等离子技术处理键合在一起。

所述微流控芯片基底层厚度为2mm-5mm，流道的宽度、流道腔体的高度为十几微米到几百微米。

所述混流流道具有横截面形状可调的出口，可调的形状包括三角形、齿轮形、长方形、圆形和椭圆形。

一种生物3D打印机，具有所述的微流控芯片喷嘴，用于打印组织工程支架的各组分溶液的管道连接到各组分流道的入口，用连接各组分流道的数控注射泵或者连接工控系统来控制各组分溶液的流速，用于控制微阀开闭的微阀控制管道连接各微阀，用连接各微阀控制管道的注射器微泵或者由3D打印控制部件直接集成气泵来控制各微阀。

进一步地,所述3D打印机通过路线规划，使经过所述微流控芯片喷嘴输出的材料层层堆积，实现纤维固化，制备出各种空间形状的一层或者多层纤维支架结构，其中通过所述微流控芯片喷嘴上的微阀控制纤维的组分比例和体积，使得纤维是各向同性或者各向异性的多组分功能纤维。

本发明结合生物3D打印技术和微流控技术，提供一种用于3维打印的微流控芯片喷嘴，比起传统挤出式3D打印喷嘴具备更小的剪切力，微流控技术的多流道使得打印材料可选择范围更高，制备出的纤维材料组分也不再像以往一样单一，更多的具备生物相容性的材料可以被挑选来制备纤维及纤维支架，这样的纤维及支架可用于但不局限于组织工程，应用范围更广。使用本发明提供的微流控芯片喷嘴用于3维打印，打印组织工程支架，可通过路径规划打印出层层堆叠的空间形状的组织工程支架，支架的纤维组分、形貌可通过微流控芯片上的微泵进行精确调控，打印过程简单稳定。

本发明提供的基于微流控技术用于3D打印的微流控芯片喷嘴具有以下优点：

1)可以通过3D打印技术进行路径规划，通过层层堆叠的办法制备出用于但不限于生物组织工程使用的纤维支架；

2)微流控芯片制造技术使得喷嘴的制造变得简单，喷嘴的重量、体积都得到减小，减少制作成本；

3)可以通过简单的控制微流控芯片上的阀门来控制微流控芯片中各流道的流通情况，提高了微流控芯片的响应速度；

4)可以通过控制微阀开关控制各组分流体进入混流流道的时空间，而实现控制混流流道制备出的纤维的组分；

5)可以通过控制组分流道的数量来决定在打印过程中使用组分材料数量的上限

6)可以实现在不更换喷嘴的制备出多组分的纤维，包括:同一段纤维同时存在多组分材料，较长一段纤维同时存在多段单组分材料纤维；

7)可以通过控制同时流动的组分流道的数量来控制制备出的纤维横截面组分的构成和比例；

8)可以实现通过调节混流流道出口的横截面图案，来调节纤维的横截面图案，混流流道的横截面图案可以是三角形、齿轮形、圆形、矩形、椭圆形或者以上图形的组合等；

9)可以通过同时向混流流道中输入并增大组分流道的流速，来实现纤维横截面面积的增大；

本发明结合了微流控芯片技术和3D打印技术，充分利用了微流控芯片制备纤维时，连续稳定的特点，特别是结合了本发明中的控制阀后，通过在同一硬件中多组分调节来实现同一出口制备多种材料纤维，可以实时、准确、灵活的制造不同成分的纤维。充分利用了3D打印技术操作简单、成本低、灵活的特点，将多种组分材料构成的纤维直接打印到构建组织工程支架的基底上，实现了实时的、准确的搭建包含多种可选材料的组织支架。

根据本发明实施例，利用本发明微流控芯片喷嘴制备纤维支架，在打印过程中，可以按照需求不断切换每一段纤维的材料，可以利用3D打印技术一次性制备而成，整个打印过程无需更换喷嘴，无需中断，可一次性完成单个支架中包含多种材料的组织工程支架。

本发明基于微流控芯片技术、3D打印技术实现，简单易行、成本低，效果显著，具备极佳的优势和商业背景。

本发明基于微流控芯片技术的喷嘴，具有操作简单、材料选取广泛、较高的制造柔性、精确度高等优秀特性，该喷嘴为实现微流控芯片喷嘴制备具有多种组份材料的新型组织工程支架提供了重要的基础和前提。

附图说明

图1是本发明实施例的具有多组分可控打印的微流控芯片喷嘴的透视结构示意图。

图2是使用本发明实施例的微流控芯片喷嘴制备多组分组织工程支架的示意图。

图3是使用本发明实施例的微流控芯片喷嘴制备可编辑多组分纤维支架材料方法中纤维制备的示意图。

图4是使用本发明实施例的微流控芯片喷嘴制备的多组分纤维多组分材料的横切面示意图。

具体实施方式

以下对本发明的实施方式作详细说明。应该强调的是，下述说明仅仅是示例性的，而不是为了限制本发明的范围及其应用。

参阅图1至图4，在一种实施例中，一种微流控芯片喷嘴，包括微流控芯片基底层1、薄膜层4和微流控芯片上层7，所述薄膜层4设置在所述微流控芯片基底层1和所述微流控芯片上层7之间，所述微流控芯片基底层1上形成有多条组分流道2及其入口8和连接所述多条组分流道2的混流流道3及其出口，所述微流控芯片上层7上形成有对应于所述多条组分流道2的微阀5，所述微阀5连接微阀控制管道6，所述微阀控制管道6可由外部插入微阀5的入口中，可通入液体或者气体以使所述微阀5对所述薄膜层4施加或释放压力以关闭或开通相应的组分流道2，通过控制所述微阀5的开关(包括控制阀门完全打开、关闭和调节阀门的开度)来控制各组分流道2中组分流体进入混流流道3，从而控制所述混流流道3制备出的对象的组分。

优选的实施例中，所述微流控芯片基底层1上还形成有连续流体通道9及其入口，所述连续流体通道9的出口连接所述混流流道3，所述微流控芯片上层7上未设置对应于所述连续流体通道9的微阀5。

优选的实施例中，所述微流控芯片基底层1和所述微流控芯片上层7是由混有较高硬化剂比例的硬PDMS制备而成的，所述薄膜层4是由混有较低硬化剂的软PDMS制备而成的。

优选的实施例中，软PDMS的主剂和固化剂的比例为1:25到1:10。

优选的实施例中，所述微流控芯片基底层1和所述微流控芯片上层7利用模具制作，通过软光刻方式或纳米压印制作流道，所述薄膜层4利用旋涂机进行旋涂制作，制作的材料为PDMS、PET、PC或PMMA。

优选的实施例中，所述微流控芯片基底层1、所述薄膜层4和所述微流控芯片上层7通过等离子技术处理键合在一起。

优选的实施例中，微流控芯片基底层1厚度为2mm-5mm，流道的宽度、流道腔体的高度为十几微米到几百微米。

优选的实施例中，所述混流流道3具有横截面形状可调的出口，可调的形状包括三角形、齿轮形、长方形、圆形和椭圆形。

在另一种实施例中，一种生物3D打印机，具有上述任一实施例的微流控芯片喷嘴，用于打印组织工程支架的各组分溶液的管道连接到各组分流道2的入口，用连接各组分流道2的数控注射泵或者连接工控系统来控制各组分溶液的流速，用于控制微阀开闭的微阀控制管道6连接各微阀5，用连接各微阀控制管道6的注射器微泵或者由3D打印控制部件直接集成气泵来控制各微阀4。

优选的实施例中，所述3D打印机通过路线规划，使经过所述微流控芯片喷嘴输出的材料层层堆积，实现纤维固化，制备出各种空间形状的一层或者多层纤维支架结构，其中通过所述微流控芯片喷嘴上的微阀控制纤维的组分比例和体积，使得纤维是各向同性或者各向异性的多组分功能纤维。

以下进一步具体描述本发明实施例的特征和原理。

所述微流控芯片喷嘴可用于通过3D打印技术制备由多组分功能纤维构成的组织支架以及直接制备各向异性的功能纤维，所述微流控芯片包括：微流控芯片基底层、组分流道、混流流道、薄膜层、微阀、微阀控制管道、微流控芯片上层，将上述各种功能层依次叠加键合，从而构建出一种可以对纤维材料组分进行编辑、用于3D打印的微流控芯片喷嘴系统；该微流控芯片喷嘴的制备可用光刻工艺制备模具制备成型，也可以用PMMA材料制备成模具，用PDMS浇筑成型；所述纤维材料的组分及分布可以通过控制微流控芯片上的微阀对芯片中各组分流体流动的时空间来进行控制，可实现不同性质的材料、纳米粒子或者活体细胞的包裹；本发明制备过程简单，易于操作，纤维组分、形貌、尺寸可控，可重复性极佳。

所述微流控芯片喷嘴用于3D打印用途，可以通过路线规划，经过层层堆积，制备出各种空间形状的可用于但不限于组织工程的纤维支架。

利用微流控芯片喷嘴上带有的可以控制微流体的微阀，可通过控制微阀的开关来控制各组分流道中组分流体进入混流流道的时空间，从而来控制混流流道制备出的纤维的组分。

微流控芯片喷嘴的混流流道出口流道的横截面图案可调，可以是三角形、齿轮形、长方形、圆形和椭圆形等。

制备的纤维支架可包含一层或者多层支架结构，所述支架主要用于但不限于组织工程组织培养领域。通过微流控芯片上的微阀控制纤维的组分比例和体积，使得纤维可以是各向同性或者各向异性的多组分功能纤维。由于微流控芯片混流流道出口的横截面图案，微流控芯片制备的纤维横截面可以为圆形、椭圆形、矩形、齿轮形、同心圆形、多孔形等。

微流控芯片喷嘴可采用软光刻、PMMA制模或者纳米压印等一种或多种微纳加工技术构建微流体流道，包括组分流道和混流流道。

基底层、薄膜层、微流控芯片上层可分别由硬PDMS、软PDMS和硬PDMS制备而成。软PDMS可使用更低的主剂和固化剂重量配比，使得软PDMS具有更好的伸缩性，而实现阀门功能。

工作时，将各组分溶液通入各自流道的入口，然后各组分溶液在混流流道中稳定流动，实现纤维固化。固化方法为物理化学法。固化方法可以选用温变固化法、法溶剂萃取法、光聚合法和离子交联中的一种或多种。

制备微流控芯片喷嘴可采用以下技术方案：

第一步，使用AutoCAD等绘图软件绘制微流控流道网络的掩模板，包括：微流控芯片基底层掩模、微流控芯片上层掩模、微流控芯片薄膜层掩模；

第二步，利用第一步中绘制的掩模板，用微纳光刻工艺或纳米压印的方法制备浇筑PDMS的模具；

第三步，分别向芯片基底层、芯片上层、芯片薄膜模具中浇筑硬PDMS、硬PDMS、软PDMS材料，也可以向模具上浇筑软质的PET、PC、PMMA等材料；

第四步，将微流控芯片各层利用等离子技术处理，键合在一起，键合时微流控芯片上层的泵对准需要被控制的流道；

第五步，将键合好的微流控芯片放入烘箱中烘烤，提升建合强度；

第六步，将控制微流控芯片上微阀的管道，通入微阀控制管道，管道中可以通过液体或者气体以对实现微阀的控制；

第七步，将装有用于打印组织工程支架的各组分溶液的管道，通入制备好的微流控芯片喷嘴各组分流道的入口，使用数控注射泵或者连接工控系统对各组分溶液的流速进行控制；

第八步，将已经连接好的微流控芯片固定到3D打印设备的主轴上，完成微流控芯片喷嘴的制作和安装，形成一个完整的整体。

利用微纳加工技术加工成型微流控芯片喷嘴后，用于3D打印机，可实现在不更换打印喷头的情况下，多种材料连续打印以及同一段材料中包含多种组分的打印效果。

其中微流控芯片喷嘴可连接注射器微泵。其中微流控芯片主体各层和微流道均由软光刻技术直接一次加工完成，操作简单，精密度高。用于软光刻的PDMS材料是由PDMS主剂和硬化剂通过配比混合得到的，其中微流控芯片的基底层和上层是由混有较高硬化剂比例的硬PDMS制备的，薄膜层是由混有较低硬化剂的软PDMS制备的。用于微流控芯片上微阀控制的注射器微泵可在市场购买，或者由3D打印控制部件直接集成气泵来实现。

微流控芯片喷嘴的制备可包括如下过程：

1)用计算机辅助设计软件(CAD)设计和绘制微流控芯片的流道网络图形、阀门控制流道图形和主题图形；

2)经由上一步骤制备的掩模板，通过光刻中套刻等加工工艺，制备微流控芯片模具的基底；

3)利用制备好的模具基底，分别向芯片基底层、芯片上层的模具中浇筑加入混入了较高比例硬化剂的硬PDMS，放入烘箱中进行烘烤，制备芯片基底层和芯片上层；

4)将混入较低比例硬化剂的软PDMS倒在高速旋涂机上进行匀胶处理，将软PDMS制成芯片的薄膜层；

5)将制备好的微流控芯片基底层、上层和薄膜层放入等离子清洗机中进行键合预处理；

6)将利用等离子技术处理的微流控芯片各层，键合在一起，键合时将微流控芯片上层的泵对准需要被控制的流道；

7)将键合好的微流控芯片放入烘箱中烘烤，提升建合强度；

8)将控制微流控芯片上微阀的管道，通入微阀控制管道，管道中可以通过液体或者气体以对实现微阀的控制；

9)将装有用于打印组织工程支架的各组分溶液的管道，通入制备好的微流控芯片喷嘴各组分流道的入口，使用数控注射泵或者连接工控系统对各组分溶液的流速进行控制；

10)将已经连接好的微流控芯片固定到3d打印设备的主轴上，完成微流控芯片喷嘴的制作和安装，形成一个完整的整体。

微流控芯片喷嘴的制备可包括以下具体制备步骤：

1、用计算机辅助设计软件(CAD)设计和绘制微流控芯片的流道图形和主体的图形，微流控芯片和微流道的尺寸和形状按照所需的要求来设计。

2、制备软光刻用的微流控芯片模具基底、微流控芯片各层的材料、微流控芯片微阀用的薄膜材料等。

3、利用制备好的材料依次制备微流控芯片基底层(硬PDMS)、微流道(硬PDMS)、微流控芯片上层(硬PDMS)和微流控芯片的薄膜层(软PDMS)。

用制备好的硬PDMS利用软光刻技术来加工微流控芯片的各层、微流体通道、微流控芯片上的微阀，其中微流控芯片中的流道的尺寸和形状按照研究者要求设计。通过本发明提供的配比配置而成的硬PDMS可以很好的实现常规芯片成型，克服了常规试验中PDMS成型困难的问题。

用制备好的软PDMS在高速旋涂机上进行旋涂，以便于制备出厚度均一。软PDMS主要作用是密封温度传感器和电极部分，同时起到键合载玻片形成微流控芯片的微流道等作用，软PDMS相比较于硬PDMS有较大的流动性，这保证了微流控芯片上的薄膜可以在微阀中充满流体的情况下覆盖住芯片基底层的微流道。

4、将上述制备好的器件有微流道的面正放在等离子清洗机里表面处理5分钟，取出。

5、将处理后的器件与按照设计的结构次序贴合，放入85℃的培养箱10-15分钟，使微流控芯片充分键合，取出。

6、将上述成型器件放入100℃培养箱坚膜20分钟，取出。

7、将装有各种组分流体的注射器微泵同各组分流道连接，即可实现微流控芯片通过控制微阀制备纤维组分的功能。

软PDMS的主剂和固化剂的比例可以在1:25到1:10之间变化。

微流控芯片的基底层厚度可以在2mm-5mm之间变化，微流体通道的宽度、微流道腔体的高度可以在十几微米到百微米之间变化。微流道的微尺度决定了其制备的纤维中组分材料最终尺寸，可以根据研究者的要求灵活设计。

参阅图2、图3和图4，在实施例中，利用上述的装置和方法来制备用于组织工程的纤维支架。组分溶液1：配置2wt％海藻酸钠水溶液，经过灭菌处理后，等体积与含有2×105个/升的小鼠成纤维细胞的培养液混合，振荡均匀后备用。组分溶液2：配置2wt％海藻酸钠水溶液，经过灭菌处理后，等体积与含有2×105个/升的小鼠心肌细胞的培养液混合，振荡均匀后备用。组分溶液3：配置2wt％海藻酸钠水溶液，经过灭菌处理后，等体积与小鼠心肌细胞生长因子的培养液混合，振荡均匀后备用。组分溶液4：配置2wt％海藻酸钠水溶液，经过灭菌处理后，等体积与含有细胞周期素的培养液混合，振荡均匀后备用。组分溶液5和6：配置2wt％海藻酸钠水溶液，经过灭菌处理后备用。组分溶液7：配置2wt％氯化钙水溶液，经过灭菌处理后备用。在无菌环境下，将上述溶液分别装入注射器，组分溶液7连接芯片最上方连续流体通道的入口，其他组分溶液连接各自组分通道的入口，用数控注射泵控制各相溶液流速，用芯片上的微阀控制各相溶液的启动和停止来控制各相溶液出现在混流流道的时间，带流体相液在混流流道中呈现稳定的纤维状，在混流流道中呈现稳定的纤维状，芯片按照3D打印规划的路径进行空间移动，最后在3D打印机的基底上可以看到，由被编辑的含有多组分材料的海藻酸钙纤维构成的组织工程支架。

以上内容是结合具体/优选的实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，其还可以对这些已描述的实施方式做出若干替代或变型，而这些替代或变型方式都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种微流控芯片喷嘴，其特征在于,包括微流控芯片基底层、薄膜层和微流控芯片上层，所述薄膜层设置在所述微流控芯片基底层和所述微流控芯片上层之间，所述微流控芯片基底层上形成有多条组分流道及其入口和连接所述多条组分流道的混流流道及其出口，所述微流控芯片上层上形成有对应于所述多条组分流道的微阀,所述微阀连接独立于微流控芯片而设置的微阀控制管道，所述微阀控制管道可通入液体或者气体以使所述微阀对所述薄膜层施加或释放压力以关闭或开通相应的组分流道，通过控制所述微阀的开关来控制各组分流道中组分流体进入混流流道，从而控制所述混流流道制备出的对象的组分。

2.如权利要求1所述的微流控芯片喷嘴，其特征在于,所述微流控芯片基底层上还形成有连续流体通道及其入口，所述连续流体通道的出口连接所述混流流道，所述微流控芯片上层上未设置对应于所述连续流体通道的微阀。

3.如权利要求1或2所述的微流控芯片喷嘴，其特征在于, 所述微流控芯片基底层和所述微流控芯片上层是由硬PDMS制备而成的，所述薄膜层是由软PDMS制备而成的。

4.如权利要求3所述的微流控芯片喷嘴，其特征在于,软PDMS的主剂和固化剂的比例为1:25到1:10。

5.如权利要求1或2所述的微流控芯片喷嘴，其特征在于,所述微流控芯片基底层和所述微流控芯片上层利用模具制作，通过软光刻方式或纳米压印制作流道，所述薄膜层利用旋涂机进行旋涂制作，制作的材料为PDMS、PET、PC或PMMA。

6.如权利要求1至2任一项所述的微流控芯片喷嘴，其特征在于, 所述微流控芯片基底层、所述薄膜层和所述微流控芯片上层通过等离子技术处理键合在一起。

7.如权利要求1至2任一项所述的微流控芯片喷嘴，其特征在于,所述微流控芯片基底层厚度为2mm-5mm，流道的宽度、流道腔体的高度为十几微米到几百微米。

8.如权利要求1至2任一项所述的微流控芯片喷嘴，其特征在于,所述混流流道具有横截面形状可调的出口，可调的形状包括三角形、齿轮形、长方形、圆形和椭圆形。

9.一种生物3D打印机，其特征在于,具有如权利要求1至7任一项所述的微流控芯片喷嘴，用于打印组织工程支架的各组分溶液的管道连接到各组分流道的入口，用连接各组分流道的数控注射泵或者连接工控系统来控制各组分溶液的流速，用于控制微阀开闭的微阀控制管道连接各微阀，用连接各微阀控制管道的注射器微泵或者由3D打印控制部件直接集成气泵来控制各微阀。

10.如权利要求9所述的生物3D打印机，其特征在于, 所述3D打印机通过路线规划，使经过所述微流控芯片喷嘴输出的材料层层堆积，实现纤维固化，制备出各种空间形状的一层或者多层纤维支架结构，其中通过所述微流控芯片喷嘴上的微阀控制纤维的组分比例和体积，使得纤维是各向同性或者各向异性的多组分功能纤维。

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