CN109758642A - 一种新型水凝胶注射交联装置 - Google Patents
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Abstract
本发明属于水凝胶注射技术领域，尤其为一种新型水凝胶注射交联装置，包括三通管本体和固定塞，所述三通管本体的顶部开设有光导纤维安装口，所述光导纤维安装口的底部连通有光纤通道，所述光纤通道的底部连通有塞子固定口，所述三通管本体顶部的侧面设置有注射器安装口，所述注射器安装口内设置有水凝胶预聚物注射口；本发明提供一种结合光纤的水凝胶注射交联装置，将针头固定，连接光源的光纤从装置一端插入直达针头末端，水凝胶预聚物随后注入装置内部，在针头处得到具有足够交联度的水凝胶，本装置结构简单，操作方便，制作成本低廉，可适用于组织修复等手术以及与3D打印等技术结合用于制备三维组织前体。
Description
技术领域
本发明属于水凝胶注射技术领域，具体涉及一种新型水凝胶注射交联装置。
背景技术
机体的病变和损伤等容易造成组织缺损，可注射水凝胶在软组织填充和缺损的修复方面，具有明显优势：一方面其操作简单，方便使用；一方面具有搭载细胞的能力，可以制成搭载有细胞的复合水凝胶，为了方便水凝胶的使用，防止注射过程中堵塞注射管道，注射的水凝胶往往是高分子单体或者预聚物，注射完成后通过紫外光等方法进行辐照交联，该方法在生物医学领域具有广泛应用，3D打印技术通过逐层打印的方式，在构造具有复杂的几何形状的物体方面具有独特优势，在生物方面，目前3D打印可以使用生物材料或细胞组成的生物墨水，打印三维组织前体。
现有的水凝胶注射和交联方法只能将水凝胶注射后进行辐照交联，因此水凝胶因为凝胶溶液厚度的关系，无法得到均一的照射，深处的水凝胶因为光强较弱的原因，交联度相对较低，力学性能不足，同时残留的单体浓度较大，易造成水凝胶与组织的粘合不足以及较高的毒性，因此限制了原位注射水凝胶在组织修复中的应用。另外在3D打印水凝胶材料时，也存在着上述问题。
发明内容
为解决上述背景技术中提出的问题。本发明提供了一种新型水凝胶注射交联装置，可制备具有较高交联度的医用注射水凝胶，并且能与3D打印等材料制备技术相结合，丰富水凝胶材料的制备场景。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种新型水凝胶注射交联装置，包括三通管本体和固定塞，所述三通管本体的顶部开设有光导纤维安装口，所述光导纤维安装口的底部连通有光纤通道，所述光纤通道的底部连通有塞子固定口，所述三通管本体顶部的侧面设置有注射器安装口，所述注射器安装口内设置有水凝胶预聚物注射口，所述水凝胶预聚物注射口连通有水凝胶通道，所述水凝胶通道与光纤通道相连通，所述三通管本体位于固定塞的上方，所述固定塞包括针头安装口和针头插槽，所述针头安装口的顶部开设有针头插槽。
优选的，所述光导纤维安装口和塞子固定口的内径大于光纤通道的内径。
优选的，所述针头安装口的形状与塞子固定口的形状相适配，所述针头插槽的形状为锥形内槽。
优选的，所述三通管本体和固定塞的材质为硬质塑料或者金属材料。
优选的，所述针头插槽的内径大于光纤通道的内径。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1.本发明提供一种结合光纤的水凝胶注射交联装置，将针头固定，连接光源的光纤从装置一端插入直达针头末端，水凝胶预聚物随后注入装置内部，在针头处得到具有足够交联度的水凝胶，本装置结构简单，操作方便，制作成本低廉，可适用于组织修复等手术以及与3D打印等技术结合用于制备三维组织前体，通过设置三通管本体和固定塞，可单独作为水凝胶注射交联的医用情景下使用，也可以作为配件，与3D打印机结合使用，通过设置光导纤维安装口，方便将光导纤维安装在三通管本体内，传导激光，使水凝较预聚物脱离针头时得到交联，采用塞入的方式进行固定，同时便于拆卸，通过设置注射安装口和水凝胶预聚物注射口，注射安装口方便安装注射器，水凝胶聚物注射口方便插入注射器，选用的水凝胶类型包括普通水凝胶(不具有光交联性质)、可光交联的水凝胶预聚物，以及搭载的细胞-光交联水凝胶预聚物等。
2.本发明，通过设置针头安装口和针头插槽，一方面方便对三通管本体和固定塞之间进行固定，另一方面方便对针头进行固定，通过设置针头安装口的形状与塞子固定口的形状相适配，方便将针头安装口塞入塞子固定口内，进而对三通管本体和固定塞之间进行固定，通过设置针头插槽为锥形内槽，方便对针头进行固定，针头插槽与光纤管套之间可扣紧或旋转对接。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1为水凝胶注射交联装置的剖面图；
图2为一种水凝胶注射交联装置的主视图；
图3为水凝胶注射交联装置的左视图；
图中：1、光导纤维安装口；2、水凝胶预聚物注射口；3、注射器安装口；4、光纤通道；5、水凝胶通道；6、塞子固定口；7、针头安装口；8、针头插槽；9、固定塞；10、三通管本体。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
请参阅图1-3，本发明提供以下技术方案：一种新型水凝胶注射交联装置，包括三通管本体10和固定塞9，通过设置三通管本体10和固定塞9，可单独作为水凝胶注射交联的医用情景下使用，也可以作为配件，与3D打印机结合使用，所述三通管本体10的顶部开设有光导纤维安装口1，通过设置光导纤维安装口1，方便将光导纤维安装在三通管本体10内，传导激光，使水凝较预聚物脱离针头时得到交联，采用塞入的方式进行固定，同时便于拆卸，所述光导纤维安装口1的底部连通有光纤通道4，所述光纤通道4的底部连通有塞子固定口6，所述三通管本体10顶部的侧面设置有注射器安装口3，通过设置注射安装口和水凝胶预聚物注射口2，注射安装口方便安装注射器，水凝胶聚物注射口方便插入注射器，选用的水凝胶类型包括普通水凝胶不具有光交联性质、可光交联的水凝胶预聚物，以及搭载的细胞-光交联水凝胶预聚物等，所述注射器安装口3内设置有水凝胶预聚物注射口2，所述水凝胶预聚物注射口2连通有水凝胶通道5，所述水凝胶通道5与光纤通道4相连通，所述三通管本体10位于固定塞9的上方，所述固定塞9包括针头安装口7和针头插槽8，所述针头安装口7的顶部开设有针头插槽8，通过设置针头安装口7和针头插槽8，一方面方便对三通管本体10和固定塞9之间进行固定，另一方面方便对针头进行固定，该装置采用将针头固定，连接光源的光纤从装置一端插入直达针头末端，水凝胶预聚物随后注入装置内部，从而实现在针头处得到具有足够交联度的水凝胶，本装置结构简单，操作方便，制作成本低廉，可适用于组织修复等手术以及与3D打印等技术结合用于制备三维组织前体。
具体的，所述光导纤维安装口1和塞子固定口6的内径大于光纤通道4的内径，所选光源为激光，激光的波长为157nm-1mm，主要包括紫外光157nm、193nm、222nm、248nm、266nm、355nm，可见光405nm、445nm、460nm、473nm、532nm、532nm、589nm、635nm、650nm和红外光808nm、980nm、1064nm。
具体的，所述针头安装口7的形状与塞子固定口6的形状相适配，所述针头插槽8的形状为锥形内槽，通过设置针头安装口7的形状与塞子固定口6的形状相适配，方便将针头安装口7塞入塞子固定口6内，进而对三通管本体10和固定塞9之间进行固定，通过设置针头插槽8为锥形内槽，方便对针头进行固定。
具体的，所述三通管本体10和固定塞9的材质为硬质塑料或者金属材料，具有一定的耐久性和耐磨性，使用时间长，节约成本。
具体的，所述针头插槽8的内径大于光纤通道4的内径，方便针头插槽8与光纤管套之间可扣紧或旋转对接。
本发明的工作原理及使用流程：本发明，先将光导纤维安装在三通管本体10上的光导纤维安装口1内，并塞紧固定，用于传导激光，再将内部含有可流动的水凝胶预聚物的带帽注射器安装在注射器安装口3位置，注射器口插入水凝胶预聚物注射口2内，用于注入，在针头插槽8内安装针头，然后将固定塞9上的针头安装口7塞入塞子固定口6内并固定，将光导纤维从沿着光纤通道4笔直插入，直到与针头前段平齐，打开激光光源，随后按照恒定速率将水凝胶预聚物挤入水凝胶通道5内，一段时间后，可在针头插槽8内的针头尖端观察到交联水凝胶的产生；
在针头插槽8内安装针头，然后将固定塞9上的针头安装口7塞入塞子固定口6的凹槽内并固定，将光导纤维安装在三通管本体10的光导纤维安装口1内，并塞紧固定，随后将光导纤维从沿着光纤通道4笔直插入，直到与针头前段平齐，再将马来酸酐修饰的透明质酸以及光引发剂的溶液吸入到带帽注射器中，并安装在注射器安装口3处，注射器口插入水凝胶预聚物注射口2内，随后，打开紫外激光光源，随后按照恒定速率将溶液挤入水凝胶，一段时间后，可在针头插槽8处的针头尖端观察到具有足够交联度的水凝胶的产生；
将装置固定在生物3D打印机的材料挤出口处，在针头插槽8内安装针头，然后将固定塞9上的针头安装口7塞入塞子固定口6的凹槽内并固定，将光导纤维安装在三通管本体10的光导纤维安装口1处，并塞紧固定，随后将光导纤维沿着光纤通道4笔直插入，直到与针头前段平齐，马来酸酐修饰的透明质酸、细胞以及光引发剂的溶液置于生物3D打印机的投料桶内，挤出口用软管延伸与装置的水凝胶预聚物注射口2相连，随后，打开紫外激光光源，随后按照恒定速率将溶液挤入水凝胶通道5，一段时间后，可以得到含有细胞的水凝胶三维组织前体。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种新型水凝胶注射交联装置，包括三通管本体(10)和固定塞(9)，其特征在于：所述三通管本体(10)的顶部开设有光导纤维安装口(1)，所述光导纤维安装口(1)的底部连通有光纤通道(4)，所述光纤通道(4)的底部连通有塞子固定口(6)，所述三通管本体(10)顶部的侧面设置有注射器安装口(3)，所述注射器安装口(3)内设置有水凝胶预聚物注射口(2)，所述水凝胶预聚物注射口(2)连通有水凝胶通道(5)，所述水凝胶通道(5)与光纤通道(4)相连通，所述三通管本体(10)位于固定塞(9)的上方，所述固定塞(9)包括针头安装口(7)和针头插槽(8)，所述针头安装口(7)的顶部开设有针头插槽(8)。
2.根据权利要求1所述的一种新型水凝胶注射交联装置，其特征在于：所述光导纤维安装口(1)和塞子固定口(6)的内径大于光纤通道(4)的内径。
3.根据权利要求1所述的一种新型水凝胶注射交联装置，其特征在于：所述针头安装口(7)的形状与塞子固定口(6)的形状相适配，所述针头插槽(8)的形状为锥形内槽。
4.根据权利要求1所述的一种新型水凝胶注射交联装置，其特征在于：所述三通管本体(10)和固定塞(9)的材质为硬质塑料或者金属材料。
5.根据权利要求1所述的一种新型水凝胶注射交联装置，其特征在于：所述针头插槽(8)的内径大于光纤通道(4)的内径。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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