生物3D打印隨著打印對象的復雜化,正朝著多材料復合打印方向、材料可打印性更優(yōu)方向以及細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打印機機械系統(tǒng)設(shè)計的流道剪切應(yīng)力分布計算與方案優(yōu)選、多材料打印噴頭的研發(fā)及改進,并探究了以動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)力計算模型。在打印頭設(shè)計過程中的的流道管路仿真計算中,研究并對比了不同流道形狀下打印同種材料時,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,指導打印噴頭設(shè)計。并設(shè)計打印材料流動試驗,簡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特性以驗證仿真計算正確性。研發(fā)連續(xù)共點打印的多材料打印機。針對生物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)共點打印工藝和裝置。裝置機械系統(tǒng)部分主要包括打印平臺以及擠出式打印噴頭。本設(shè)計完成3D打印平臺的方案設(shè)計、仿真計算、結(jié)構(gòu)設(shè)計并最終裝配實物,通過試驗研究實現(xiàn)快速連續(xù)共點打印,并基于此打印方案改進設(shè)備以減弱材料之間侵入程度。除上述驗證及測試性試驗,利用試驗裝置,進行... 

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

【文章頁數(shù)】：73 頁

【學位級別】：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，此工作原理簡圖中從左至右分別為激光生物打印、噴墨

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

哈爾濱工業(yè)大學工程碩士學位論文隨著生物打印技術(shù)的不斷發(fā)展，國際上生物打印機進入商業(yè)化進程 Organovo 公司是 3D 細胞打印領(lǐng)域領(lǐng)軍企業(yè)[22]，其在 2010 年 6 月報道了該公司研制的首臺 3D 生物打印機，提出了“按需打印”患人體活器官的機器的概念。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、動靜心肌組織等組織器官，exVive3D 打印機及其產(chǎn)品如圖 1-3 所示。并打印了一個肝臟，其具備生命機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 生物打印機已經(jīng)給藥企，用于毒理學和其他臨床藥物測試。2015 年 4 月，該公司與產(chǎn)公司默克和歐萊雅達成合作協(xié)議[23]，利用 Organovo 的 3D 打印技皮膚和其他細胞。

【參考文獻】：
期刊論文
[1]液壓金剛石飛切機床整機模態(tài)分析[J]. 江雯雯,芮筱亭,王國平,商興蓮.  組合機床與自動化加工技術(shù). 2018(11)
[2]當歸補血湯在流體剪切應(yīng)力環(huán)境中對內(nèi)皮細胞功能的影響[J]. 秦臻,張彥燕,韋正新,黃水清.  北京中醫(yī)藥大學學報. 2018(08)
[3]生物打印技術(shù)在組織與器官修復中的應(yīng)用進展[J]. 吳明明,林子鋒,程德林,潘浩波,阮長順.  集成技術(shù). 2018(01)
[4]3D生物打印在再生醫(yī)學中的應(yīng)用及展望[J]. 葉青,王文軍,魚泳,程紅陽.  醫(yī)療衛(wèi)生裝備. 2016(10)
[5]脂聯(lián)素對流體切應(yīng)力下骨髓間充質(zhì)干細胞損傷的保護作用觀察[J]. 劉崇霞,趙琳,譚延振,張正斌,孫陽,王曉明.  解放軍醫(yī)學雜志. 2016(10)
[6]3D打印技術(shù)、應(yīng)用及發(fā)展趨勢[J]. 陳夢儀.  工業(yè)技術(shù)創(chuàng)新. 2016(03)
[7]歐萊雅將聯(lián)手生物打印公司批量生產(chǎn)人造皮膚[J].   中國戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè). 2015(17)
[8]3D生物打印技術(shù)與器官移植[J]. 郭鵬,林慧寧,姜光瑤,吳江,莊輝輝,朱曉明.  四川解剖學雜志. 2015(02)
[9]生物三維打印的研究進展[J]. 顧奇,郝捷,陸陽杰,王柳,GordonG.Wallace,周琪.  中國科學:生命科學. 2015(05)
[10]3D打印精度影響因素及翹曲分析[J]. 李金華,張建李,姚芳萍,蘇智超.  制造業(yè)自動化. 2014(21)

博士論文
[1]流道網(wǎng)絡(luò)的生物3D打印及其在跨尺度血管制造中的應(yīng)用[D]. 高慶.浙江大學 2017
[2]擠壓式生物3D打印機初建與仿生細胞分布組織工程軟骨體外初步驗證[D]. 任翔.第三軍醫(yī)大學 2016

碩士論文
[1]氣動式金屬微滴按需噴射過程數(shù)值模擬與實驗研究[D]. 朱興晨.哈爾濱工業(yè)大學 2017
[2]丙酮酸鈉對紅細胞氧化損傷的保護作用及其機制研究[D]. 黃雅.中國人民解放軍軍事醫(yī)學科學院 2015
[3]單獨剪切制備過氧化氫酶納米粒的表征及過程模擬研究[D]. 黃簫喃.天津大學 2015
[4]3D打印按需滴化微噴射關(guān)鍵技術(shù)[D]. 鄭振糧.哈爾濱工業(yè)大學 2015
[5]全局修正的三維隨機時滯Navier-Stokes方程的漸近動力學研究[D]. 左曉東.山東大學 2012



本文編號：3401381