基于挤出沉积技术的多喷头打印机研制(3) -中国组织工程研究杂志社投稿

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基于挤出沉积技术的多喷头打印机研制(3)

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关键词:

摘要：

3.2.2 打印测试结果分析

水凝胶是一类高分子材料,可通过物理交联或化学交联的方式得到相应的聚合物网络[11-12],具有良好的亲水性[13]。水凝胶具有良好的生物相容性、微小的细胞毒性等优点。常见的材料包括海藻酸钠、明胶、胶原等[14]。

本研究以15wt%羧甲基纤维素钠水溶液(Sigma,High purity grade)作为打印材料进行多喷头打印测试,多喷头打印测试三维模型如图5所示。

图5 多喷头打印测试三维模型

该模型长×宽为16 mm×16 mm,丝间距为0.8 mm,相邻层之间的层高为0.35 mm,总共16层。采用白色、蓝色、黄色、红色4种颜色墨水分别对打印材料进行染色处理,分别代表4种“不同材料”进行多喷头打印测试。每个喷头装有一种材料,按照路径文件要求打印4层切片模型,打印结束后依次调用下一个打印喷头,直至全部三维模型打印完成。将打印完成的三维模型迅速进行冷冻干燥处理,最后将样品在显微镜下进行观察。

打印参数如表1所示。

表1 多喷头打印参数表名称单位数值气体压力/kPa38沉积工作台温度/(℃)-20喷嘴内径/μm410平台运动速度/(mm·s-1)6喷头切换速度/(mm·s-1)5

打印结果如图6所示。

图6 打印结果图

根据图6可以看出,打印模型与测试模型一致,侧孔清晰可见,表明不同喷头进行切换调用时均能按照路径文件要求移动相应距离,双向滚珠丝杆精度等级满足打印需求,该多喷头生物3D打印机可实现多喷头打印工作。

4 结束语

由于我国在多喷头生物3D打印技术和装备方面与国外相比还有一定差距[15],本研究针对组织工程中多材质和梯度化生物制品的三维打印问题,对喷头温控功能、沉积工作台制冷功能、喷头切换方式、控制系统等方面进行了研究,提出了一种基于挤出沉积技术的多喷头生物3D打印机,为组织工程中实现多材质和梯度化生物模型3D打印提供了技术上的可能性。

本研究初步只使用了一种材料进行多喷头打印实验,对于实际模型中多材料的打印尚未进行验证,因此,下一阶段将针对多材料的多喷头三维模型打印问题进行研究。

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文章来源：《中国组织工程研究》网址: http://www.zgzzgcyj.cn/qikandaodu/2021/0611/1639.html