CN108482877B - 一种即用式3d打印墨水袋及其无泡预灌装方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种即用式3D打印墨水袋及其无泡预灌装方法，包含真空袋和3D打印用墨水池，所述真空袋密封3D打印用墨水池，所述3D打印用墨水池下端设有挤出端，上端设有加压端，所述挤出端设置有堵头，所述加压端以尾塞密封，所述尾塞上设置有助推接头，将3D打印墨水注入3D打印墨水池后，通过多次梯度离心的方法去除3D打印墨水中气泡及密度不同的杂质，通过超声分散使3D打印墨水更加均一，也进一步去除墨水中的气泡，这样可保证3D打印墨水的均一性及安全性，避免杂质掺入3D打印墨水后引起的质量问题，确保生产中3D打印的顺利进行。
Description
技术领域
本发明涉及生物技术领域，特别涉及3D打印墨水袋及其灌装方法。
背景技术
3D打印技术目前在医疗领域应用越来越广泛，但3D打印墨水在制备和应用中仍面临以下的问题：(1)符合浓度、pH、粘弹性等要求的3D打印墨水需要经过一系列步骤才能制备成功，过程复杂，对操作准确度、操作者经验要求较高，现做现配3D打印墨水耗时，不能满足研究及工业量化生产的需要。(2)3D打印墨水制备过程中需要不断搅拌，以保证各种原材料混合均匀，墨水质地均一，但搅拌会产生气泡并持久存在于凝胶状的墨水中，将其通过注射器或导管灌装入打印墨水池后，凝胶内气泡仍旧存在，打印时容易出现打印丝断裂的情况，严重影响打印的顺利进行，并将引发产品结构松散，质量不稳定等问题。(3)现有灌装及消泡方式是将流动态3D打印墨水直接倾倒、将固态3D打印墨水块直接填装入打印墨水池后，通过负压抽吸或者压塞的方式排除墨水内气泡。此类方式不能为前述问题提供解决方案。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提出一种3D打印墨水袋及其无泡预灌装方法，将3D打印墨水注入所述3D打印用墨水池后，通过多次梯度离心的方法去除墨水中气泡及密度不同的杂质，通过超声分散使墨水更加均一，进一步脱气。这样可保证3D打印墨水的均一性及安全性，避免杂质掺入3D打印墨水后引起的质量问题，确保生产中3D打印的顺利进行。
本发明的技术方案如下：
一种即用式3D打印墨水袋，包含真空袋和3D打印用墨水池，所述真空袋密封3D打印用墨水池，所述3D打印用墨水池下端设有挤出端，上端设有加压端，所述挤出端设置有堵头，所述加压端以尾塞密封，所述尾塞上设置有助推接头，用于连接加压装置。
所述即用式3D打印墨水袋的无泡预灌装方法，包括如下步骤：
(1)离心除杂：将制备好的3D打印墨水转移至离心管中，离心后舍弃上下层以除去可能的杂质，保留中间部分；
(2)无泡预灌装：将保留的3D打印墨水灌满所述3D打印用墨水池，超声分散10-30min，使3D打印墨水更加均匀，脱气，然后再次离心，以除去3D打印墨水中的气泡；
(3)密封保存：将灌满后的3D打印用墨水池加压端以尾塞密封，挤出端以堵头密封后，真空包装，以减少水分的丢失。灌装密封好的3D打印墨水可于1-25℃下存储和运输。使用时只需拆除真空包装及堵头，将助推接头与3D打印机内电动机助推元件/气压助推元件连接即可打印。
所述步骤(1)中以6000-10000r/min离心3-10min；所述步骤(2)中以3000-5000r/min离心3-10min。
所述3D打印生物墨水，包括如下质量百分含量的原料制成：
胞外囊泡混悬液 10-30％；
生物大分子材料 5-15％；
促溶剂 0.1-1％；
余量水。
所述胞外囊泡混悬液是从异体/自体/异种来源的细胞、体液中提取得到的胞外囊泡悬浮于PBS缓冲液中制得。所述胞外囊泡是通过差速离心法、蔗糖密度梯度离心法、抗体标记的磁珠分选、微孔过滤技术、试剂盒提取法、微流控技术中的任一中方法提取得到。
所述生物大分子材料所述生物大分子材料为动物软组织源性细胞外基质纳米纤维微粉，优选为猪、牛或羊真皮软组织源性细胞外基质纳米纤维微粉，其主要成分为Ⅰ型,Ⅲ型以及Ⅴ型胶原，采用超低温粉碎研磨得到平均粒径低于30μm的颗粒。
所述水为蒸馏水或超纯水。所述促溶剂为盐酸、磷酸、醋酸。
所述3D打印生物墨水的制备方法，包括如下步骤：
将生物大分子材料、促溶剂与水混合，搅拌至溶解完全，调节pH为6-7.45，加入胞外囊泡混悬液，混合均匀，离心，得到3D打印生物墨水。
本发明的有益效果是：
本发明所涉及的无泡预灌装技术操作简便，可有效去除3D打印墨水中气泡及密度不同的杂质，避免打印时出现打印丝断裂及针头堵塞的情况，可保证3D打印墨水的均一性及安全性，避免杂质掺入3D打印墨水后引起的质量问题，确保生产中3D打印的顺利进行。本发明的3D打印墨水袋通过无泡预灌装技术将3D打印墨水直接保存在3D打印用墨水池内，两端以尾塞及堵头封闭，在环境温度变化及颠簸时不容易泄露碎裂，封闭的墨水池被包装在真空包装之内，在1-25℃储存运输，可避免墨水的氧化变性。本发明涉及的尾塞设置有助推接头可与3D打印机内电动机助推元件/气压助推元件直接相连，避免拆除尾塞重置打印活塞造成的对墨水稳定性、完整性的干扰。
说明书附图
图1为3D打印3D打印墨水袋的结构示意图
1.真空袋，2.3D打印用墨水池，3.内腔，4.挤出端，5.堵头，6.尾塞，7.加压端，8.助推接头
具体实施方式
通过实施例的描述，对发明的具体实施方式作进一步详细的说明，目的是帮助本领域的技术人员对本发明的构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解，并有助于其实施。
实施例1
一种即用式3D打印墨水袋，包含真空袋1和3D打印用墨水池2，真空袋1密封3D打印用墨水池2，所述3D打印用墨水池2包含内腔3，所述3D打印用墨水池2下端设有挤出端4，上端设有加压端7，所述加压端7以含有环形胶垫的尾塞6密封，所述挤出端4设置有堵头5，所述环形胶垫尾塞上设置有助推接头8，所述助推接头8与加压装置连接，用于3D打印。所述挤出端含可旋丝轨，连接打印针头或堵头，所述堵头，含可旋丝轨，所述尾塞具有环形胶垫，3D打印时去除挤出端堵头。
实施例2
一种3D打印生物墨水，包括如下质量百分含量的原料制成：
胞外囊泡混悬液10％
猪真皮软组织源性细胞外基质纳米纤维微粉5％
盐酸 1％
超纯水 余量。
所述3D打印生物墨水按照如下方法制备：
将猪真皮软组织源性细胞外基质纳米纤维微粉、盐酸与超纯水混合，搅拌至溶解完全，用碳酸氢钠溶液调节pH为6.5,加入胞外囊泡混悬液，混合均匀，即得生物墨水。
一种即用式3D打印墨水袋的无泡预灌装方法，包括如下步骤：
(1)离心除杂：将制备好的3D打印墨水转移至离心管中，以6000r/min高速离心10min，离心后舍弃上下层以除去可能的杂质，保留中间部分；
(2)无泡预灌装：将保留的3D打印墨水灌满3D打印用墨水池，超声分散10min，再次以3000r/min低速离心10min，以除去3D打印墨水中的气泡；
(3)密封保存：将灌满后的3D打印用墨水池加压端以尾塞密封，挤出端以堵头密封后，真空包装。
实施例3
一种3D打印生物墨水，包括如下质量百分含量的原料制成：
胞外囊泡混悬液30％
猪真皮软组织源性细胞外基质纳米纤维微粉9％
醋酸 1％
超纯水 余量。
所述3D打印生物墨水按照如下方法制备：
将猪真皮软组织源性细胞外基质纳米纤维微粉、醋酸与超纯水混合，搅拌至溶解完全，用碳酸氢钠调节pH为6.9,加入胞外囊泡混悬液，混合均匀，即得生物墨水。
一种即用式3D打印墨水袋的无泡预灌装方法，包括如下步骤：
(1)离心除杂：将制备好的3D打印墨水转移至离心管中，以10000r/min高速离心3min，离心后舍弃上下层以除去可能的杂质，保留中间部分；
(2)无泡预灌装：将保留的3D打印墨水灌满所述3D打印用墨水池，超声分散15min，再次以5000r/min低速离心3min，以除去3D打印墨水中的气泡；
(3)密封保存：将灌满后的3D打印用墨水池加压端以尾塞密封，挤出端以堵头密封后，真空包装。
实施例4
一种3D打印生物墨水，包括如下质量百分含量的原料制成：
胞外囊泡混悬液20％；
牛真皮软组织源性细胞外基质纳米纤维微粉15％；
磷酸 0.1％；
超纯水 余量。
所述3D打印生物墨水按照如下方法制备：
将牛真皮软组织源性细胞外基质纳米纤维微粉、磷酸与超纯水混合，搅拌至溶解完全，用磷酸钠调节pH为6.6，加入胞外囊泡混悬液，混合均匀,即得生物墨水。
一种即用式3D打印墨水袋的无泡预灌装方法，包括如下步骤：
(1)离心除杂：将制备好的3D打印墨水转移至离心管中，以8000r/min高速离心8min，离心后舍弃上下层以除去可能的杂质，保留中间部分；
(2)无泡预灌装：将保留的3D打印墨水灌满所述3D打印用墨水池，超声分散30min，再次以4000r/min低速离心5min，以除去3D打印墨水中的气泡；
(3)密封保存：将灌满后的3D打印用墨水池加压端以尾塞密封，挤出端以堵头密封后，真空包装。
实施例5
一种3D打印生物墨水，包括如下质量百分含量的原料制成：
胞外囊泡混悬液20％；
牛真皮软组织源性细胞外基质纳米纤维微粉15％；
磷酸 0.1％；
超纯水 余量。
所述3D打印生物墨水按照如下方法制备：
将牛真皮软组织源性细胞外基质纳米纤维微粉、磷酸与超纯水混合，搅拌至溶解完全，用磷酸钠调节pH为6.7，加入胞外囊泡混悬液，混合均匀,即得生物墨水。
一种即用式3D打印墨水的无泡预灌装方法，包括如下步骤：
(1)离心除杂：将制备好的3D打印墨水转移至离心管中，以10000r/min高速离心4min，离心后舍弃上下层以除去可能的杂质，保留中间部分；
(2)无泡预灌装：将保留的3D打印墨水灌满所述3D打印用墨水池，超声分散20min，再次以5000r/min低速离心7min，以除去3D打印墨水中的气泡；
(3)密封保存：将灌满后的3D打印用墨水池加压端以尾塞密封，挤出端以堵头密封后，真空包装。
上述即用式3D打印墨水袋在3D打印机中墨水均一、流畅，即用即开方便快捷，运输、储存稳定。
Claims (3)
1.一种即用式3D打印墨水袋的无泡预灌装方法，所述即用式3D打印墨水袋包含真空袋和3D打印用墨水池，所述真空袋密封3D打印用墨水池，所述3D打印用墨水池下端设有挤出端，上端设有加压端，所述挤出端设置有堵头，所述加压端以尾塞密封，所述尾塞上设置有助推接头；
所述无泡预灌装方法，包括如下步骤：
(1)离心除杂：将制备好的3D打印墨水转移至离心管中，离心后舍弃上下层，保留中间部分；
(2)无泡预灌装：将步骤(1)保留的3D打印墨水灌满所述3D打印用墨水池，超声分散10-30min，然后再次离心；
(3)密封保存：将灌装后的3D打印用墨水池加压端以尾塞密封，挤出端以堵头密封后，真空包装。
2.如权利要求1所述的即用式3D打印墨水袋的无泡预灌装方法，其特征在于，所述尾塞为具有环形胶垫的尾塞。
3.如权利要求1所述的即用式3D打印墨水袋的无泡预灌装方法，所述步骤(1)中以6000-10000r/min离心3-10min，所述步骤(2)中以3000-5000r/min离心3-10min。
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