本發(fā)明涉及生物組織工程技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說，涉及一種電紡筆。

背景技術(shù)：

自組織工程的概念被提出后，隨著靜電紡絲的理論不斷地被完善豐富，紡絲技術(shù)不斷地得到改進(jìn)，生物學(xué)家越發(fā)地堅(jiān)定未來的器官組織移植的源少排斥反應(yīng)大等難題將會(huì)由人造的無毒無排斥反應(yīng)的組織器官解決。

研究人員已初步得到通過紡絲構(gòu)造的原理制造生物支架打印的辦法。支架在組織工程中有著至關(guān)重要的作用，主要是因?yàn)榫邆淞艘韵聨讉€(gè)特點(diǎn)：

具有較高的孔隙率和內(nèi)部連通的三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，可以為細(xì)胞的黏附提供支撐點(diǎn)，并便于營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和代謝廢物的運(yùn)輸；具有良好的生物相容性、可控的降解性和可吸收性，可加工為三維結(jié)構(gòu)；具有適當(dāng)?shù)谋砻婊瘜W(xué)性質(zhì)，以利于細(xì)胞的黏附、增殖、分化；根據(jù)不同組織的要求，調(diào)控合適的力學(xué)性能。

目前，常用的組織工程細(xì)胞支架制備工藝組要分為致孔法和冷凍干燥技術(shù)和靜電紡絲工藝三大類。前兩種均為通過平面培養(yǎng)組織細(xì)胞，具有較高的培養(yǎng)失敗率與不可以移植性。而傳統(tǒng)的溶液電紡制備的生物支架存在著有毒溶劑殘留和回收成本高等問題限制了其在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用。

綜上所述，如何有效地解決目前采用紡絲技術(shù)制造生物支架所存在的成本高或生物特性不夠優(yōu)異等的技術(shù)問題，是目前本領(lǐng)域技術(shù)人員急需解決的問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種電紡筆，該電紡筆的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可以有效地解決目前采用紡絲技術(shù)制造生物支架所存在的成本高或生物特性不夠優(yōu)異等的技術(shù)問題。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

一種電紡筆，包括存放及輸出紡絲原料的蓄料筒、以及套設(shè)于所述蓄料筒外周、用于將所述紡絲原料加熱至熔融狀態(tài)的加熱環(huán)，所述蓄料筒的一端設(shè)置有用于輸送紡絲原料的送料組件，另一端設(shè)置有產(chǎn)生電場(chǎng)以噴出紡絲的噴嘴結(jié)構(gòu)。

優(yōu)選的，上述電紡筆中，所述噴嘴結(jié)構(gòu)包括與所述蓄料筒連通的中空針頭及環(huán)形電極，所述環(huán)形電極為環(huán)狀導(dǎo)體板、懸置固定于所述中空針頭的外周，所述環(huán)形電極與所述中空針頭同軸設(shè)置。

優(yōu)選的，上述電紡筆中，所述中空針頭為金屬材質(zhì)，其內(nèi)設(shè)置有向噴出端內(nèi)徑漸縮的圓錐形空腔。

優(yōu)選的，上述電紡筆中，所述蓄料筒外周設(shè)置有絕緣外殼，所述絕緣外殼在所述噴嘴結(jié)構(gòu)位置設(shè)置有開口，所述環(huán)形電極貼合所述開口附近的絕緣外殼內(nèi)壁設(shè)置，所述中空針頭位于所述開口內(nèi)部一定距離。

優(yōu)選的，上述電紡筆中，所述送料組件包括與所述蓄料筒密封連接的氣動(dòng)控制器，用于提供壓力將熔融的紡絲原料從所述噴嘴結(jié)構(gòu)輸出。

優(yōu)選的，上述電紡筆中，所述氣動(dòng)控制器包括氣源組件及與所述氣源組件連通的管路組件，所述管路組件上連通有控制氣壓輸出的控制閥組件。

優(yōu)選的，上述電紡筆中，所述蓄料筒與所述氣動(dòng)控制器之間設(shè)置有密封圈。

優(yōu)選的，上述電紡筆中，所述加熱環(huán)的供電線路中連接有溫控開關(guān)，通過溫控開關(guān)將所述蓄料筒內(nèi)的紡絲原料維持在一定溫度范圍內(nèi)的熔融狀態(tài)。

優(yōu)選的，上述電紡筆中，還包括主控器，所述主控器與所述溫控開關(guān)及所述控制閥組件控制連接，以此控制噴出紡絲的操作。

本發(fā)明提供的電紡筆，包括存放及輸出紡絲原料的蓄料筒、以及套設(shè)于所述蓄料筒外周、用于將所述紡絲原料加熱至熔融狀態(tài)的加熱環(huán)，所述蓄料筒的一端設(shè)置有用于輸送紡絲原料的送料組件，另一端設(shè)置有產(chǎn)生電場(chǎng)以噴出紡絲的噴嘴結(jié)構(gòu)。本發(fā)明提供的這種電紡筆，設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)緊湊，能夠?qū)崿F(xiàn)手持操作，可以用于對(duì)自動(dòng)化規(guī)模制造出的組織工程細(xì)胞支架進(jìn)行更為細(xì)節(jié)化更加準(zhǔn)確的修飾加工，從而提高產(chǎn)出細(xì)胞支架的可使用率，降低廢品率，從而降低了生產(chǎn)制造成本；進(jìn)一步的在電紡筆內(nèi)設(shè)置加熱環(huán)，以便將蓄料筒內(nèi)的原料加熱至熔融狀態(tài)，從而令后續(xù)的紡絲噴出直接噴出熔融的原料液，相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)中的噴出原料的生化溶液的設(shè)計(jì)，更加安全無毒，直接采用熔融原料出絲，不引入其他生化溶劑，所以可以有效減少生產(chǎn)過程中引入的具有毒性殘留的副產(chǎn)品，同時(shí)也降低了現(xiàn)有技術(shù)所需的后續(xù)去除毒性殘留的工序成本，同時(shí)優(yōu)化了產(chǎn)出細(xì)胞支架的生物特性。綜上所述，本發(fā)明提供的電紡筆有效地解決了目前采用紡絲技術(shù)制造生物支架所存在的成本高或生物特性不夠優(yōu)異等的技術(shù)問題。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的電紡筆內(nèi)部的結(jié)構(gòu)示意圖。

附圖中標(biāo)記如下：

蓄料筒1、加熱環(huán)2、中空針頭3、環(huán)狀導(dǎo)體板4、絕緣外殼5、氣動(dòng)控制器6、密封圈7。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明實(shí)施例公開了一種電紡筆，以解決目前采用紡絲技術(shù)制造生物支架所存在的成本高或生物特性不夠優(yōu)異等的技術(shù)問題。

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

請(qǐng)參閱圖1，圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的電紡筆內(nèi)部的結(jié)構(gòu)示意圖。

本發(fā)明的實(shí)施例提供的電紡筆，包括存放及輸出紡絲原料的蓄料筒1、以及套設(shè)于所述蓄料筒1外周、用于將所述紡絲原料加熱至熔融狀態(tài)的加熱環(huán)2，所述蓄料筒1的一端設(shè)置有用于輸送紡絲原料的送料組件，另一端設(shè)置有產(chǎn)生電場(chǎng)以噴出紡絲的噴嘴結(jié)構(gòu)。

其中需要說明的是，將加熱環(huán)套裝于蓄料筒的外周而不是設(shè)置于蓄料筒內(nèi)具有以下優(yōu)點(diǎn)：不設(shè)置加熱元件的光滑的蓄料筒的內(nèi)壁更加易于清理，防止用于加熱的裝置上沾有前次使用時(shí)的熔融有機(jī)原料留下的殘留，令后續(xù)產(chǎn)品內(nèi)存在雜質(zhì)，導(dǎo)致產(chǎn)品的原料純度降低；加熱環(huán)貼合蓄料筒設(shè)置，保證加熱效果，蓄料筒外壁應(yīng)具有良好的導(dǎo)熱特性，可選用適合的金屬材質(zhì)或陶瓷材質(zhì)等。

此外蓄料筒的一端設(shè)置的送料組件，可輸送固態(tài)原料，本實(shí)施例提供的這種電紡筆的結(jié)構(gòu)可以直接加入固態(tài)原料，通過內(nèi)部的加熱環(huán)進(jìn)行熔融，操作方便，令整個(gè)加工過程變得更加快捷。

本實(shí)施例提供的這種電紡筆，設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)緊湊，能夠?qū)崿F(xiàn)手持操作，可以用于對(duì)自動(dòng)化規(guī)模制造出的組織工程細(xì)胞支架進(jìn)行更為細(xì)節(jié)化更加準(zhǔn)確的修飾加工，從而提高產(chǎn)出細(xì)胞支架的可使用率，降低廢品率，從而降低了生產(chǎn)制造成本；進(jìn)一步的在電紡筆內(nèi)設(shè)置加熱環(huán)，以便將蓄料筒內(nèi)的原料加熱至熔融狀態(tài)，從而令后續(xù)的紡絲噴出直接噴出熔融的原料液，相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)中的噴出原料的生化溶液的設(shè)計(jì)，更加安全無毒，直接采用熔融原料出絲，不引入其他生化溶劑，所以可以有效減少生產(chǎn)過程中引入的具有毒性殘留的副產(chǎn)品，同時(shí)也降低了現(xiàn)有技術(shù)所需的后續(xù)去除毒性殘留的工序成本，同時(shí)優(yōu)化了產(chǎn)出細(xì)胞支架的生物特性。綜上所述，本發(fā)明提供的電紡筆有效地解決了目前采用紡絲技術(shù)制造生物支架所存在的成本高或生物特性不夠優(yōu)異等的技術(shù)問題。

目前也存在另一種不同原理的生物支架制造方式，即運(yùn)用模型去打印生物支架，而這就導(dǎo)致了另一個(gè)問題的存在——實(shí)際模型與打印模型有偏差，導(dǎo)致打印出來的生物支架不可用，尤其是模型若是缺少了某一部分則整個(gè)模型都會(huì)稱為廢品；而普遍來說生物支架的打印耗時(shí)長(zhǎng)，成本高，如果是由于模型缺陷導(dǎo)致產(chǎn)品廢棄則將大大影響生物支架的有效生產(chǎn)效率，及加大了投入成本。

為應(yīng)對(duì)上述的問題，本實(shí)施例進(jìn)一步優(yōu)化上述技術(shù)方案，在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上優(yōu)選的，上述電紡筆中，所述噴嘴結(jié)構(gòu)包括與所述蓄料筒連通的中空針頭3及環(huán)形電極，所述環(huán)形電極為環(huán)狀導(dǎo)體板4、懸置固定于所述中空針頭3的外周，所述環(huán)形電極與所述中空針頭3同軸設(shè)置。

本實(shí)施例提供的技術(shù)方案中，采用中空針頭配合同軸設(shè)置于其周圍的環(huán)形導(dǎo)體板的設(shè)計(jì)，需要說明的是，此處中空針頭優(yōu)選為金屬材質(zhì)，通過這種設(shè)計(jì)令中空針頭提供熔融的、帶有電極性的有機(jī)原材料的細(xì)液柱，通過環(huán)狀導(dǎo)體板4提供的均勻電場(chǎng)，令帶有電極性的液柱能夠從中空針頭噴出后豎直前進(jìn)，具有優(yōu)良的直線型，從而令其噴出的材質(zhì)所指向的位置明確可控，能夠準(zhǔn)確的到達(dá)細(xì)胞支架毛坯上所需要修補(bǔ)的位置。

為進(jìn)一步優(yōu)化上述技術(shù)方案，在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上優(yōu)選的，上述電紡筆中，所述中空針頭3為金屬材質(zhì)，其內(nèi)設(shè)置有向噴出端內(nèi)徑漸縮的圓錐形空腔。

本實(shí)施例提供的技術(shù)方案中，通過金屬材質(zhì)的中空針頭，令熔融的原材料在通過時(shí)較為容易的攜帶上電極性，可以免除采用其他賦予材質(zhì)電極性的方式所需的工序，簡(jiǎn)化了操作；采用中空針頭的噴出端內(nèi)徑漸縮的圓錐形設(shè)計(jì)，可以令中空針頭內(nèi)的通路漸縮，以便在噴出之前更容易的排開引入的氣泡及未能夠完全熔融的原料的影響，令噴出的熔融原料液柱具有更好的連續(xù)性，從而令修補(bǔ)的過程更加準(zhǔn)確容易進(jìn)行。

為進(jìn)一步優(yōu)化上述技術(shù)方案，在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上優(yōu)選的，上述電紡筆中，所述蓄料筒1外周設(shè)置有絕緣外殼5，所述絕緣外殼5在所述噴嘴結(jié)構(gòu)位置設(shè)置有開口，所述環(huán)形電極貼合所述開口附近的絕緣外殼5內(nèi)壁設(shè)置，所述中空針頭3位于所述開口內(nèi)部一定距離。

本實(shí)施例提供的技術(shù)方案中，進(jìn)一步在蓄料筒的外周設(shè)置絕緣外殼，優(yōu)選的設(shè)計(jì)是外殼同時(shí)具有較好的絕熱性，以便用戶在手持設(shè)備進(jìn)行操作時(shí)觸電或燙傷；此外將環(huán)形電極板及中空針頭隱藏于絕緣外殼內(nèi)部，可以充分保護(hù)保證噴出直線性及形成電場(chǎng)的元件，防止其結(jié)構(gòu)損毀造成噴出的原料不能到達(dá)指定位置造成修補(bǔ)準(zhǔn)確度下降。

為進(jìn)一步優(yōu)化上述技術(shù)方案，在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上優(yōu)選的，上述電紡筆中，所述送料組件包括與所述蓄料筒1密封連接的氣動(dòng)控制器6，用于提供壓力將熔融的紡絲原料從所述噴嘴結(jié)構(gòu)輸出。

本實(shí)施例提供的技術(shù)方案中，采用氣動(dòng)控制器的設(shè)計(jì)對(duì)蓄料筒內(nèi)提供壓力，用于推動(dòng)蓄料筒內(nèi)的原料前進(jìn)，將熔融的原料以紡絲的形式從中空針頭內(nèi)送出，該設(shè)計(jì)實(shí)施簡(jiǎn)單，控制容易，并且推動(dòng)的連續(xù)性好，輸出紡絲更加連續(xù)穩(wěn)定。

為進(jìn)一步優(yōu)化上述技術(shù)方案，在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上優(yōu)選的，上述電紡筆中，所述氣動(dòng)控制器6包括氣源組件及與所述氣源組件連通的管路組件，所述管路組件上連通有控制氣壓輸出的控制閥組件。

本實(shí)施例提供的技術(shù)方案中，氣動(dòng)控制器氣源組件及控制閥組件，通過控制閥組件控制氣源組件的輸出，可選用電控閥門或者氣動(dòng)閥門，該設(shè)計(jì)控制穩(wěn)定，易于系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制。

為進(jìn)一步優(yōu)化上述技術(shù)方案，在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上優(yōu)選的，上述電紡筆中，所述蓄料筒1與所述氣動(dòng)控制器6之間設(shè)置有密封圈7。本實(shí)施例提供的技術(shù)方案中，在蓄料筒及氣動(dòng)控制器之間設(shè)置有密封圈，以此實(shí)現(xiàn)密封防止漏氣，優(yōu)選的設(shè)計(jì)是將蓄料筒的設(shè)計(jì)適當(dāng)拉長(zhǎng)，將密封圈設(shè)置于蓄料筒的尾部，防止蓄料筒的加熱將密封圈燙壞。

為進(jìn)一步優(yōu)化上述技術(shù)方案，在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上優(yōu)選的，上述電紡筆中，所述加熱環(huán)2的供電線路中連接有溫控開關(guān)，通過溫控開關(guān)將所述蓄料筒內(nèi)的紡絲原料維持在一定溫度范圍內(nèi)的熔融狀態(tài)。

本實(shí)施例提供的技術(shù)方案中，在加熱環(huán)的供電線路中設(shè)置溫控開關(guān)，溫控開關(guān)包括熱敏元件及開關(guān)，熱敏元件貼合加熱部位設(shè)置，以此將蓄料筒內(nèi)的溫度維持在一定范圍內(nèi)，在該溫度范圍內(nèi)紡絲原料保持熔融狀態(tài)，此處紡絲原料優(yōu)選的材料是聚乳酸(pla)，所以溫控開關(guān)的設(shè)置溫度與聚乳酸的熔融溫度相匹配。

為進(jìn)一步優(yōu)化上述技術(shù)方案，在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上優(yōu)選的，上述電紡筆中，還包括主控器，所述主控器與所述溫控開關(guān)及所述控制閥組件控制連接，以此控制噴出紡絲的操作。本實(shí)施例提供的技術(shù)方案中的主控器與溫控開關(guān)及氣動(dòng)控制器的控制閥組件控制連接，保證在氣動(dòng)控制器推動(dòng)原料進(jìn)行輸出時(shí)原料已到達(dá)熔融狀態(tài)。

本說明書中各個(gè)實(shí)施例采用遞進(jìn)的方式描述，每個(gè)實(shí)施例重點(diǎn)說明的都是與其他實(shí)施例的不同之處，各個(gè)實(shí)施例之間相同相似部分互相參見即可。

對(duì)所公開的實(shí)施例的上述說明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本發(fā)明。對(duì)這些實(shí)施例的多種修改對(duì)本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，在其它實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)。因此，本發(fā)明將不會(huì)被限制于本文所示的這些實(shí)施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點(diǎn)相一致的最寬的范圍。