生物3D打印隨著打印對(duì)象的復(fù)雜化,正朝著多材料復(fù)合打印方向、材料可打印性更優(yōu)方向以及細(xì)胞存活率更高方向發(fā)展。本文主要研究了基于擠出式生物3D打印機(jī)機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)的流道剪切應(yīng)力分布計(jì)算與方案優(yōu)選、多材料打印噴頭的研發(fā)及改進(jìn),并探究了以動(dòng)力粘度為核心的明膠水溶液可打印性變化規(guī)律。建立流道管路中的剪切應(yīng)力計(jì)算模型。在打印頭設(shè)計(jì)過程中的的流道管路仿真計(jì)算中,研究并對(duì)比了不同流道形狀下打印同種材料時(shí),剪切應(yīng)力分布。給出了適用不同打印材料、不同形狀流道的剪切應(yīng)力計(jì)算的參數(shù)化模型。確定在定尺寸條件下較優(yōu)的流道管路,指導(dǎo)打印噴頭設(shè)計(jì)。并設(shè)計(jì)打印材料流動(dòng)試驗(yàn),簡(jiǎn)化并透明化擠出打印過程,利用分界面的方法研究打印材料流動(dòng)特性以驗(yàn)證仿真計(jì)算正確性。研發(fā)連續(xù)共點(diǎn)打印的多材料打印機(jī)。針對(duì)生物3D打印的發(fā)展需求,開發(fā)一種基于擠出式生物3D打印技術(shù)的多材料連續(xù)共點(diǎn)打印工藝和裝置。裝置機(jī)械系統(tǒng)部分主要包括打印平臺(tái)以及擠出式打印噴頭。本設(shè)計(jì)完成3D打印平臺(tái)的方案設(shè)計(jì)、仿真計(jì)算、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)并最終裝配實(shí)物,通過試驗(yàn)研究實(shí)現(xiàn)快速連續(xù)共點(diǎn)打印,并基于此打印方案改進(jìn)設(shè)備以減弱材料之間侵入程度。除上述驗(yàn)證及測(cè)試性試驗(yàn),利用試驗(yàn)裝置,進(jìn)行... 

【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校

【文章頁(yè)數(shù)】：73 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

生物打印方式工作原理的介紹如圖1-1所示，此工作原理簡(jiǎn)圖中從左至右分別為激光生物打印、噴墨

發(fā)一種氣動(dòng)擠出式多材料打印機(jī)，并基物 3D 打印的研究現(xiàn)狀的發(fā)展是建立在打印機(jī)的基礎(chǔ)之上，技。ov 最先提出了生物制造（biofabrication提出直接將細(xì)胞作為生物打印材料，在打細(xì)胞與生物材料[16]。生物制造技術(shù)使程領(lǐng)域具有開創(chuàng)性的意義。自此，細(xì)胞2010 年韓國(guó) Ahn 團(tuán)隊(duì)[18]采用擠出式 3D包括三軸運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)、溫控平臺(tái)和打印噴凍干交聯(lián)，獲得具有微孔結(jié)構(gòu)的支架。維細(xì)胞和角質(zhì)形成細(xì)胞，經(jīng)培養(yǎng)得到的如圖 1-2 所示。

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工程碩士學(xué)位論文隨著生物打印技術(shù)的不斷發(fā)展，國(guó)際上生物打印機(jī)進(jìn)入商業(yè)化進(jìn)程 Organovo 公司是 3D 細(xì)胞打印領(lǐng)域領(lǐng)軍企業(yè)[22]，其在 2010 年 6 月報(bào)道了該公司研制的首臺(tái) 3D 生物打印機(jī)，提出了“按需打印”患人體活器官的機(jī)器的概念。Organovo 公司第一款商用 3D 生物打印—exVive3D 是在 2014 年 11 月正式推出，成功打印出肺臟、動(dòng)靜心肌組織等組織器官，exVive3D 打印機(jī)及其產(chǎn)品如圖 1-3 所示。并打印了一個(gè)肝臟，其具備生命機(jī)能及解毒和排毒等部分功能。不過肝臟只有 40 天左右的生命周期。目前，exVive3D 生物打印機(jī)已經(jīng)給藥企，用于毒理學(xué)和其他臨床藥物測(cè)試。2015 年 4 月，該公司與產(chǎn)公司默克和歐萊雅達(dá)成合作協(xié)議[23]，利用 Organovo 的 3D 打印技皮膚和其他細(xì)胞。

【參考文獻(xiàn)】：
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本文編號(hào)：3401381