CN109514858A - 一种多通道3d打印喷头及采用该喷头制造管道的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种多通道3D打印喷头及采用该喷头制造管道的方法，该多通道3D打印喷头包括两个或多个挤出管道，所述挤出管道从内到外间隔设置，每个挤出管道均连接有物料输入管道，所述挤出管道同轴设置。该方法包括向第一层挤出管道输入的生物墨水包括GeLMA水凝胶、光交联剂和生物细胞；向第二层挤出管道输入的生物墨水包括海藻酸钠、GeLMA水凝胶和光交联剂；向第三层挤出管道输入的生物墨水包括氯化钙溶液。本发明中管道隔开的空隙可用于输送不同的打印材料，一步可打印出多层不同结构，不仅操作简单精确，而且可提高打印效率，同时可节约打印材料；可实现不同分层的生物墨水快速交联固化，可用于打印人工血管、尿道、长骨等管状结构和组织。

Description

一种多通道3D打印喷头及采用该喷头制造管道的方法
技术领域
本发明涉及3D打印技术领域，尤其涉及一种多通道3D打印喷头及采用该喷头制造管道的方法。
背景技术
3D打印是快速成型技术的一种，它是一种以数字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术。常在模具制造、工业设计等领域被用于制造模型，后逐渐用于一些产品的直接制造，已经有使用这种技术打印而成的零部件。该技术在珠宝、鞋类、工业设计、建筑、工程和施工(AEC)、汽车，航空航天、牙科和医疗产业、教育、地理信息系统、土木工程、枪支以及其他领域都有所应用。
发明内容
本发明旨在提供一种多通道3D打印喷头及采用该喷头制造管道的方法，该多通道3D打印喷头可一步打印双层和多层管道结构。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种多通道3D打印喷头，包括两个或多个挤出管道，所述挤出管道从内到外间隔设置，每个挤出管道均连接有物料输入管道。
进一步的，所述挤出管道同轴设置。
进一步的，内侧的挤出管道的出口端伸出外侧的挤出管道的出口端。
优选地，所述挤出管道有三个。
采用上述多通道3D打印喷头制造管道的方法，向部分或全部的挤出管道输入打印材料。
采用上述多通道3D打印喷头制造医用管型支架的方法，向部分或全部的挤出管道输入生物墨水。
进一步的，所述医用管型支架有三层，向第一层挤出管道输入的生物墨水包括GeLMA水凝胶、光交联剂和生物细胞；向第二层挤出管道输入的生物墨水包括海藻酸钠、GeLMA水凝胶和光交联剂；向第三层挤出管道输入的生物墨水包括氯化钙溶液；所述第一层挤出管道、第二层挤出管道和第三层挤出管道从内到外依次设置。
进一步的，对打印出的医用管型支架进行UV照射。
医用管型支架，该医用管型支架是采用上述方法制得的。
其中，所述医用管型支架为人工血管、人工尿道或人工长骨。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
1，本发明中管道隔开的空隙可用于输送不同的打印材料，一步可打印出多层不同结构，不仅操作简单精确，而且可提高打印效率，同时可节约打印材料；
2，并可以通过调节内层管道的挤出速率可控制打印材料的内径，实现对打印目标的个体化操控；
3，本发明可实现不同分层的生物墨水快速交联固化，可用于打印人工血管、尿道、长骨等管状结构和组织，并可根据需要调节样品的尺寸、内径和长度，为相关疾病的发病机制和药物筛选提供体外模型。
附图说明
图1是本发明的侧视图；
图2是本发明的主视图；
图3是本发明的立体图；
图中：1-挤出管道、2-物料输入管道、3-外壳、4-物料输送管道4。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图，对本发明进行进一步详细说明。
如图1、2、3所示，本发明公开的多通道3D打印喷头，包括两个或多个挤出管道1，挤出管道1从内到外间隔设置，每个挤出管道1均连接有物料输入管道2。挤出管道1同轴设置；内侧的挤出管道1的出口端伸出外侧的挤出管道1的出口端。挤出管道1的个数根据需要设置，可为3个、4个、5个或者更多。本发明通过向部分或全部的挤出管道1输入打印材料，可打印出双层、多层的空心管道结构或实心管道结构。
多通道3D打印喷头还包括外壳3，挤出管道1设于外壳3内，当然最外层的挤出管道1可以构成外壳3；如图3所示，每个挤出管道1后端有一体制造且同轴的物料输送管道4，物料输入管道2与其物料输送管道4连通。通过物料输入管道2输入的物料经物料输送管道4送至挤出管道1。
本发明公开一种采用上述多通道3D打印喷头制造管道的方法，包括以下步骤，向部分或全部的挤出管道1输入打印材料；进一步的，不同的挤出管道1输入不同的打印材料。
本发明公开一种采用上述多通道3D打印喷头制造医用管型支架的方法，包括以下步骤，向部分或全部的挤出管道1输入生物墨水。
在另一个实施方式中，医用管型支架有三层，该方法包括以下步骤，向第一层挤出管道1输入的生物墨水包括GeLMA水凝胶、光交联剂和生物细胞；向第二层挤出管道1输入的生物墨水包括海藻酸钠、GeLMA水凝胶和光交联剂；向第三层挤出管道1输入的生物墨水包括氯化钙溶液；第一层挤出管道1、第二层挤出管道1和第三层挤出管道1从内到外依次设置；最后，对打印出的医用管型支架进行UV照射。
采用该方法打印出的医用管型支架有三层，最内层为核心层，由GeLMA水凝胶、光交联剂和生物细胞构成，GeLMA水凝胶可为细胞生长提供适宜的微环境；中间层由海藻酸钠、GeLMA水凝胶和光交联剂构成，通过双重交联可形成可靠的壁层结构；外层由氯化钙溶液构成，可通过与海藻酸钠的离子键结合快速形成管型支架并提供力学支撑。最后，打印出的管型结构内的GeLMA和光交联剂经过UV光照后进一步固化，进一步增强管壁结构的力学性能。该方法配合特定的生物墨水，实现不同分层快速交联固化，一步可打印出多层不同结构。
挤出管道1间隔开的空隙可用于输送不同的生物打印墨水，并可以通过调节内层管道的挤出速率控制打印材料的内径，实现对打印目标的个体化操控。
本发明还公开一种医用管型支架，该医用管型支架是采用上述方法制得的。其中，医用管型支架为人工血管、人工尿道或人工长骨等。
当然，本发明还可有其它多种实施方式，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种多通道3D打印喷头，其特征在于:包括两个或多个挤出管道，所述挤出管道从内到外间隔设置，每个挤出管道均连接有物料输入管道。
2.根据权利要求1所述的多通道3D打印喷头，其特征在于：所述挤出管道同轴设置。
3.根据权利要求2所述的多通道3D打印喷头，其特征在于：内侧的挤出管道的出口端伸出外侧的挤出管道的出口端。
4.根据权利要求1、2或3所述的多通道3D打印喷头，其特征在于：所述挤出管道有三个。
5.采用权利要求1-4中任一项所述的多通道3D打印喷头制造管道的方法，其特征在于：向部分或全部的挤出管道输入打印材料。
6.采用权利要求1-4中任一项所述的多通道3D打印喷头制造医用管型支架的方法，其特征在于：向部分或全部的挤出管道输入生物墨水。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于：所述医用管型支架有三层，向第一层挤出管道输入的生物墨水包括GeLMA水凝胶、光交联剂和生物细胞；向第二层挤出管道输入的生物墨水包括海藻酸钠、GeLMA水凝胶和光交联剂；向第三层挤出管道输入的生物墨水包括氯化钙溶液；所述第一层挤出管道、第二层挤出管道和第三层挤出管道从内到外依次设置。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于：对打印出的医用管型支架进行UV照射。
9.医用管型支架，其特征在于：所述医用管型支架是采用权利要求6-8中任一项所述的方法制得的。
10.根据权利要求9所述的医用管型支架，其特征在于：所述医用管型支架为人工血管、人工尿道或人工长骨。
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