一種低溫原位靜電紡絲裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于靜電紡絲設(shè)備制造【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及一種低溫原位靜電紡絲裝置，其半導(dǎo)體恒冷箱中設(shè)有紡絲液冷室，側(cè)面設(shè)有輸液管插口、電源開(kāi)關(guān)、溫度調(diào)節(jié)旋鈕和溫度顯示屏；噴槍管內(nèi)設(shè)有金屬毛細(xì)管，管后有絕緣塞，輸液管插入噴槍管與金屬毛細(xì)管連通，金屬毛細(xì)管與高壓靜電發(fā)生器連接；控制箱內(nèi)設(shè)高壓靜電發(fā)生器，前側(cè)面設(shè)有氣管插口、電壓調(diào)節(jié)旋鈕、氣流調(diào)節(jié)旋鈕、電壓顯示屏、氣流顯示屏和電源開(kāi)關(guān)，高壓靜電發(fā)生器正極與噴槍連通，負(fù)極接地；紡絲液冷室與噴槍通過(guò)輸液管連通，輸液管中間處串聯(lián)蠕動(dòng)泵，泵上設(shè)有開(kāi)關(guān)、速度旋鈕和速度顯示屏；其總體設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)合理，原理可靠，制備成本低，應(yīng)用環(huán)境友好。
【專利說(shuō)明】一種低溫原位靜電紡絲裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
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[0001]本發(fā)明屬于靜電紡絲設(shè)備制造【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及一種低溫原位靜電紡絲裝置，特別是一種低溫紡絲溶液的靜電紡絲技術(shù)結(jié)合氣流引導(dǎo)而實(shí)現(xiàn)原位快速精確噴涂的低溫靜電紡絲裝置。

【背景技術(shù)】
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[0002]目前，靜電紡絲技術(shù)制備的納米纖維由于其高比表面積和高的孔隙率，在生物醫(yī)用等領(lǐng)域受到廣泛關(guān)注，靜電紡絲技術(shù)的主要技術(shù)原理是紡絲溶液或者熔體在高壓靜電場(chǎng)中噴射、拉伸、劈裂，最終溶劑揮發(fā)或者固化形成纖維。在紡絲過(guò)程中聚合物溶液或熔體的性質(zhì)(濃度、粘度等)、電壓、接收距離、紡絲流體的流動(dòng)速度、以及環(huán)境因素(溫度、濕度、氣流速度等)都會(huì)對(duì)紡絲質(zhì)量產(chǎn)生影響，在這些因素中，環(huán)境因素尤其是溫度最不可控，在熔體紡絲過(guò)程中，溫度控制是決定紡絲質(zhì)量的關(guān)鍵因素；而在溶液紡絲過(guò)程中，溫度同樣是影響紡絲質(zhì)量的重要因素，包括紡絲環(huán)境的溫度和紡絲溶液的溫度。在現(xiàn)有技術(shù)中，對(duì)于溶液靜電紡絲而言，中國(guó)專利(申請(qǐng)?zhí)?201310151101.4和201110195109.1)公開(kāi)了一種可調(diào)節(jié)電紡絲環(huán)境溫度、但紡絲溶液仍處于室溫環(huán)境的靜電紡絲裝置；中國(guó)專利(申請(qǐng)?zhí)?201310597147.9)還公開(kāi)了一種通過(guò)加熱紡絲溶液來(lái)調(diào)節(jié)紡絲溶液粘度的靜電紡絲裝置；然而對(duì)于一些特殊的紡絲溶液，如醫(yī)用生物制劑等，需在低溫環(huán)境下保存使用，但經(jīng)檢索現(xiàn)有文獻(xiàn)中關(guān)于可以低溫保存紡絲溶液的原位靜電紡絲裝置尚未見(jiàn)報(bào)道。另外傳統(tǒng)的靜電紡絲過(guò)程中由于電場(chǎng)線的發(fā)散性分布以及帶有靜電荷電紡纖維的相互排斥作用，再加上紡絲環(huán)境的氣流影響，會(huì)使纖維散落在目標(biāo)物體上很大的區(qū)域，甚至產(chǎn)生環(huán)包效應(yīng)，當(dāng)靜電紡絲技術(shù)用于醫(yī)療領(lǐng)域時(shí)，環(huán)包效應(yīng)會(huì)導(dǎo)致覆蓋不精確，造成藥物的浪費(fèi)；尤其是當(dāng)創(chuàng)面位于體內(nèi)時(shí)，飛濺的纖維還會(huì)導(dǎo)致組織粘連；針對(duì)這些技術(shù)問(wèn)題，中國(guó)專利(申請(qǐng)?zhí)?201320741232.3)公開(kāi)了一種氣流引導(dǎo)式的靜電噴涂裝置，該裝置雖然實(shí)現(xiàn)了電紡纖維的定向沉積，但是紡絲溶液只能暴露在常溫環(huán)境中，不能精確控制紡絲溶液保存溫度。因此，設(shè)計(jì)一種既能夠在較寬低溫范圍內(nèi)精確控制紡絲溶液保存溫度，又能夠快速噴涂、定向沉積的原位靜電紡絲裝置是靜電紡絲技術(shù)急需探討的科研任務(wù)。


【發(fā)明內(nèi)容】

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[0003]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，拓寬靜電紡絲技術(shù)在生物醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用范圍，尋求設(shè)計(jì)一種低溫原位靜電紡絲裝置，用于各種需要低溫保存的紡絲溶液(包括醫(yī)用液體藥物)并能在目標(biāo)處原位精確噴涂。
[0004]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明涉及的低溫原位靜電紡絲裝置，其主體結(jié)構(gòu)包括控制箱、電壓顯示屏、電壓調(diào)節(jié)旋鈕、氣流顯示屏、氣流調(diào)節(jié)旋鈕、電源開(kāi)關(guān)、高壓靜電發(fā)生器、氣管插口、半導(dǎo)體恒冷箱、紡絲液冷室、輸液管插口、溫度顯示屏、溫度調(diào)節(jié)旋鈕、恒冷箱開(kāi)關(guān)、蠕動(dòng)泵、蠕動(dòng)速度顯示屏、蠕動(dòng)速度調(diào)節(jié)旋鈕、蠕動(dòng)泵開(kāi)關(guān)、輸液管、絕緣塞、金屬毛細(xì)管、噴槍管、噴槍手柄、導(dǎo)線、氣流導(dǎo)管和噴槍；其核心部件包括半導(dǎo)體恒冷箱、高壓靜電發(fā)生器、蠕動(dòng)泵和噴槍，半導(dǎo)體恒冷箱中設(shè)置有恒低溫的紡絲液冷室，半導(dǎo)體恒冷箱的右側(cè)面頂部處設(shè)置有輸液管插口，需要低溫保存的紡絲溶液放置在紡絲液冷室中并通過(guò)輸液管輸出；半導(dǎo)體恒冷箱下部前側(cè)面上分別設(shè)置有控制電源的恒冷箱開(kāi)關(guān)和用來(lái)控制溫度高低的溫度調(diào)節(jié)旋鈕，溫度調(diào)節(jié)旋鈕能根據(jù)紡絲溶液的保存溫度調(diào)節(jié)紡絲液冷室的溫度并保持恒定；半導(dǎo)體恒冷箱的前側(cè)面中部制有溫度顯示屏，紡絲液冷室的溫度在溫度顯示屏上顯示；噴槍包括絕緣塞、金屬毛細(xì)管、噴槍手柄和與噴嘴同軸結(jié)構(gòu)的噴槍管，噴槍管內(nèi)設(shè)置有中空結(jié)構(gòu)的金屬毛細(xì)管，噴槍管后部設(shè)置有絕緣塞，輸液管配合插入噴槍管的后部，通過(guò)輸液管與金屬毛細(xì)管相連通；噴槍管與金屬毛細(xì)管之間形成氣流通道與噴槍手柄相通并通過(guò)噴槍手柄與氣流導(dǎo)管相連通；金屬毛細(xì)管的管腔通過(guò)導(dǎo)線與高壓靜電發(fā)生器相連接；盒箱式結(jié)構(gòu)的控制箱的內(nèi)腔中設(shè)置有高壓靜電發(fā)生器，高壓靜電發(fā)生器的高壓電通過(guò)導(dǎo)線與噴槍電連接；控制箱的前側(cè)面板上設(shè)置有用來(lái)插接氣流導(dǎo)管的氣管插口、用來(lái)控制高壓靜電發(fā)生器的電壓輸出大小的電壓調(diào)節(jié)旋鈕、用來(lái)控制氣流大小的氣流調(diào)節(jié)旋鈕、用來(lái)顯示高壓靜電發(fā)生器的電壓值的電壓顯示屏和用來(lái)顯示氣流大小的氣流顯示屏；控制箱的前側(cè)面板右下角處設(shè)置有用來(lái)控制控制箱的通電狀態(tài)的電源開(kāi)關(guān)；高壓靜電發(fā)生器的正極與噴槍連通，高壓靜電發(fā)生器的負(fù)極接地；紡絲液冷室與噴槍通過(guò)輸液管連通，輸液管的中間處串聯(lián)接有蠕動(dòng)泵，蠕動(dòng)泵控制紡絲溶液的流量和流速；蠕動(dòng)泵上分別設(shè)置有蠕動(dòng)泵開(kāi)關(guān)、調(diào)節(jié)蠕動(dòng)速度的蠕動(dòng)速度調(diào)節(jié)旋鈕和蠕動(dòng)速度顯示屏。
[0005]本發(fā)明能夠根據(jù)噴涂的紡絲溶液性質(zhì)的不同，調(diào)節(jié)半導(dǎo)體恒冷箱的溫度并具有定向原位靜電紡絲功能。
[0006]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其有益效果一是用來(lái)保存紡絲溶液的恒低溫冷箱可以適用于絕大部分的醫(yī)用藥劑的保存條件；二是由于氣流輔助的存在，可以實(shí)現(xiàn)目標(biāo)處定向、定點(diǎn)的接收；其總體設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)合理，原理可靠，制備成本低，紡絲環(huán)境友好，可以用于醫(yī)療衛(wèi)生和特殊手術(shù)場(chǎng)合，應(yīng)用環(huán)境友好。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
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[0007]圖1為本發(fā)明的低溫原位靜電紡絲裝置的主體結(jié)構(gòu)原理示意圖。

【具體實(shí)施方式】
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[0008]下面結(jié)合附圖并通過(guò)實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
[0009]實(shí)施例:本實(shí)施例涉及的低溫原位靜電紡絲裝置，主體結(jié)構(gòu)包括控制箱1、電壓顯示屏2、電壓調(diào)節(jié)旋鈕3、氣流顯示屏4、氣流調(diào)節(jié)旋鈕5、電源開(kāi)關(guān)6、高壓靜電發(fā)生器7、氣管插口 8、半導(dǎo)體恒冷箱9、紡絲液冷室10、輸液管插口 11、溫度顯示屏12、溫度調(diào)節(jié)旋鈕13、恒冷箱開(kāi)關(guān)14、蠕動(dòng)泵15、蠕動(dòng)速度顯示屏16、蠕動(dòng)速度調(diào)節(jié)旋鈕17、蠕動(dòng)泵開(kāi)關(guān)18、輸液管19、絕緣塞20、金屬毛細(xì)管21、噴槍管22、噴槍手柄23、導(dǎo)線24、氣流導(dǎo)管25和噴槍26 ;其核心部件包括半導(dǎo)體恒冷箱9、高壓靜電發(fā)生器7、蠕動(dòng)泵15和噴槍26，半導(dǎo)體恒冷箱9中設(shè)置有恒低溫的紡絲液冷室10，半導(dǎo)體恒冷箱9的右側(cè)面頂部處設(shè)置有輸液管插口11，需要低溫保存的紡絲溶液放置在紡絲液冷室10中并通過(guò)輸液管19輸出；半導(dǎo)體恒冷箱9下部前側(cè)面上分別設(shè)置有控制電源的恒冷箱開(kāi)關(guān)14和用來(lái)控制溫度高低的溫度調(diào)節(jié)旋鈕13，溫度調(diào)節(jié)旋鈕13能根據(jù)紡絲溶液的保存溫度調(diào)節(jié)紡絲液冷室10的溫度并保持恒定；半導(dǎo)體恒冷箱9的前側(cè)面中部制有溫度顯示屏12，紡絲液冷室10的溫度在溫度顯示屏12上顯示；噴槍26包括絕緣塞20、金屬毛細(xì)管21、噴槍手柄23和與噴嘴同軸結(jié)構(gòu)的噴槍管22，噴槍管22內(nèi)設(shè)置有中空結(jié)構(gòu)的金屬毛細(xì)管21，噴槍管22后部設(shè)置有絕緣塞20，輸液管19配合插入噴槍管22的后部，通過(guò)輸液管19與金屬毛細(xì)管21相連通；噴槍管22與金屬毛細(xì)管21之間形成氣流通道與噴槍手柄23相通并通過(guò)噴槍手柄23與氣流導(dǎo)管25相連通；金屬毛細(xì)管21的管腔通過(guò)導(dǎo)線24與高壓靜電發(fā)生器7相連接；盒箱式結(jié)構(gòu)的控制箱1的內(nèi)腔中設(shè)置有高壓靜電發(fā)生器7，高壓靜電發(fā)生器7的高壓電通過(guò)導(dǎo)線24與噴槍26電連接；控制箱1的前側(cè)面板上設(shè)置有用來(lái)插接氣流導(dǎo)管的氣管插口 8、用來(lái)控制高壓靜電發(fā)生器7的電壓輸出大小的電壓調(diào)節(jié)旋鈕3、用來(lái)控制氣流大小的氣流調(diào)節(jié)旋鈕5、用來(lái)顯示高壓靜電發(fā)生器7的電壓大小的電壓顯示屏2和用來(lái)顯示氣流大小的氣流顯示屏4 ;控制箱1的前側(cè)面板右下角處設(shè)置有用來(lái)控制控制箱1的通電狀態(tài)的電源開(kāi)關(guān)6 ;高壓靜電發(fā)生器7的正極對(duì)外與噴槍26連通，高壓靜電發(fā)生器7的負(fù)極接地；紡絲液冷室10與噴槍26通過(guò)輸液管19連通，輸液管19的中間處串聯(lián)接有蠕動(dòng)泵15，蠕動(dòng)泵15控制紡絲溶液的流量和流速；蠕動(dòng)泵15上分別設(shè)置有蠕動(dòng)泵開(kāi)關(guān)18、調(diào)節(jié)蠕動(dòng)速度的蠕動(dòng)速度調(diào)節(jié)旋鈕17和蠕動(dòng)速度顯示屏16。
[0010]本實(shí)施例涉及的金屬毛細(xì)管21為不銹鋼毛細(xì)管；輸液管19為聚四氟乙烯管；氣流導(dǎo)管25為硅膠氣流導(dǎo)管。
[0011]本實(shí)施例用于低溫原位靜電紡絲使用時(shí)，先打開(kāi)半導(dǎo)體恒冷箱9的電源，通過(guò)溫度調(diào)節(jié)旋鈕13設(shè)置半導(dǎo)體恒冷箱9的溫度，其溫控范圍為-40°C?20°C ;然后將已配置好并低溫儲(chǔ)存的紡絲溶液放人半導(dǎo)體恒冷箱9中，再連接通輸液管19并經(jīng)蠕動(dòng)泵15插入到噴槍26上的絕緣塞20對(duì)應(yīng)的輸液管19插口處使其與金屬毛細(xì)管21連通；將導(dǎo)線24與控制箱1上的高壓靜電發(fā)生器7的電源正極插口電連通，然后將氣流導(dǎo)管25與控制箱1上的氣管插口 8接通，打開(kāi)控制箱1的電源開(kāi)關(guān)6，調(diào)整氣流調(diào)節(jié)旋鈕5使氣流正常，再調(diào)節(jié)電壓調(diào)節(jié)旋鈕3并打開(kāi)蠕動(dòng)泵15上的蠕動(dòng)泵開(kāi)關(guān)18，同時(shí)調(diào)整蠕動(dòng)速度調(diào)節(jié)旋鈕17使流速和流量處于正常，根據(jù)紡絲溶液的性質(zhì)設(shè)置好各項(xiàng)參數(shù)值；將噴槍26的噴口處對(duì)準(zhǔn)要接收紡絲的部位,開(kāi)始低溫原位靜電紡絲。
【權(quán)利要求】
1.一種低溫原位靜電紡絲裝置，其特征在于主體結(jié)構(gòu)包括控制箱、電壓顯示屏、電壓調(diào)節(jié)旋鈕、氣流顯示屏、氣流調(diào)節(jié)旋鈕、電源開(kāi)關(guān)、高壓靜電發(fā)生器、氣管插口、半導(dǎo)體恒冷箱、紡絲液冷室、輸液管插口、溫度顯示屏、溫度調(diào)節(jié)旋鈕、恒冷箱開(kāi)關(guān)、蠕動(dòng)泵、蠕動(dòng)速度顯示屏、蠕動(dòng)速度調(diào)節(jié)旋鈕、蠕動(dòng)泵開(kāi)關(guān)、輸液管、絕緣塞、金屬毛細(xì)管、噴槍管、噴槍手柄、導(dǎo)線、氣流導(dǎo)管和噴槍；其核心部件包括半導(dǎo)體恒冷箱、高壓靜電發(fā)生器、蠕動(dòng)泵和噴槍，半導(dǎo)體恒冷箱中設(shè)置有恒低溫的紡絲液冷室，半導(dǎo)體恒冷箱的右側(cè)面頂部處設(shè)置有輸液管插口，需要低溫保存的紡絲溶液放置在紡絲液冷室中并通過(guò)輸液管輸出；半導(dǎo)體恒冷箱下部前側(cè)面上分別設(shè)置有控制電源的恒冷箱開(kāi)關(guān)和用來(lái)控制溫度高低的溫度調(diào)節(jié)旋鈕，溫度調(diào)節(jié)旋鈕能根據(jù)紡絲溶液的保存溫度調(diào)節(jié)紡絲液冷室的溫度并保持恒定；半導(dǎo)體恒冷箱的前側(cè)面中部制有溫度顯示屏，紡絲液冷室的溫度在溫度顯示屏上顯示；噴槍包括絕緣塞、金屬毛細(xì)管、噴槍手柄和與噴嘴同軸結(jié)構(gòu)的噴槍管，噴槍管內(nèi)設(shè)置有中空結(jié)構(gòu)的金屬毛細(xì)管，噴槍管后部設(shè)置有絕緣塞，輸液管配合插入噴槍管的后部，通過(guò)輸液管與金屬毛細(xì)管相連通；噴槍管與金屬毛細(xì)管之間形成氣流通道與噴槍手柄相通并通過(guò)噴槍手柄與氣流導(dǎo)管相連通；金屬毛細(xì)管的管腔通過(guò)導(dǎo)線與高壓靜電發(fā)生器相連接；盒箱式結(jié)構(gòu)的控制箱的內(nèi)腔中設(shè)置有高壓靜電發(fā)生器，高壓靜電發(fā)生器的高壓電通過(guò)導(dǎo)線與噴槍電連接；控制箱的前側(cè)面板上設(shè)置有用來(lái)插接氣流導(dǎo)管的氣管插口、用來(lái)控制高壓靜電發(fā)生器的電壓輸出大小的電壓調(diào)節(jié)旋鈕、用來(lái)控制氣流大小的氣流調(diào)節(jié)旋鈕、用來(lái)顯示高壓靜電發(fā)生器的電壓值的電壓顯示屏和用來(lái)顯示氣流大小的氣流顯示屏；控制箱的前側(cè)面板右下角處設(shè)置有用來(lái)控制控制箱的通電狀態(tài)的電源開(kāi)關(guān)；高壓靜電發(fā)生器的正極與噴槍連通，高壓靜電發(fā)生器的負(fù)極接地；紡絲液冷室與噴槍通過(guò)輸液管連通，輸液管的中間處串聯(lián)接有蠕動(dòng)泵，蠕動(dòng)泵控制紡絲溶液的流量和流速；蠕動(dòng)泵上分別設(shè)置有蠕動(dòng)泵開(kāi)關(guān)、調(diào)節(jié)蠕動(dòng)速度的蠕動(dòng)速度調(diào)節(jié)旋鈕和蠕動(dòng)速度顯示屏。
【文檔編號(hào)】D01D5/00GK104313707SQ201410560189
【公開(kāi)日】2015年1月28日 申請(qǐng)日期:2014年10月21日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月21日
【發(fā)明者】龍?jiān)茲? 閆旭, 韓文鵬, 秦崇崇, 董瑞華, 張紅娣, 張君誠(chéng), 于經(jīng)學(xué), 林大鵬, 盛琛皓 申請(qǐng)人:青島大學(xué)