CN115491774B - 一种可喷出微图案的静电纺丝喷头装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及可喷出微图案的静电纺丝喷头装置，有效解决方便快捷的获得功能性的微图案，满足纳米纤维在调控细胞的增殖、分化以及迁移的需要问题。喷头内芯装在喷头外芯内，喷头内芯下端伸出喷头外芯下端部，喷头内芯上端与喷头外芯上部内构成注射器头***空间，喷头内芯在喷头外芯内的外壁上设有旋转升降的螺齿体，喷头外芯的侧壁上开有通孔，通孔内旋转杆伸入喷头外芯内的一端上装有齿轮，旋转杆另一侧端部与电机相连；喷头内芯伸出喷头体并装有喷头连接盘，喷头连接盘外周壁上装有可拆卸喷头前端，喷头内芯下端与喷头连接盘接触处开出液孔，出液孔与可拆卸喷头前端之间在喷头连接盘上开有流液槽，调节可拆卸喷头前端的长短，形成喷出微图案结构。

Description

一种可喷出微图案的静电纺丝喷头装置
技术领域
本发明涉及静电纺丝设备，特别是一种可喷出微图案的静电纺丝喷头装置。
背景技术
静电纺丝技术是在高压静电场作用下，使聚合物液滴克服表面张力而产生喷射细流，细流在喷射过程中拉伸固化落在接受屏上，最终形成纺丝纤维，能够直接、连续制备聚合物纳米纤维。纳米纤维的直径小于细胞，可以模拟天然的细胞外基质的结构和生物功能；人的大多数组织、器官在形式和结构上与纳米纤维类似，这为纳米纤维用于组织和器官的修复提供了可能；一些电纺原料具有很好的生物相容性及可降解性，可作为载体进入人体，并容易被吸收；加之静电纺纳米纤维还有大的比表面积、孔隙率等优良特性，因此，其在生物医学领域引起了研究者的持续关注，并已在药物控释、创伤修复、生物组织工程等方面得到了很好的应用。近年来，随着研究的深入，发现静电纺丝纤维或微球能够形成规则的微图案，这种微图案在调控细胞的增殖、分化以及迁移等行为方面具有很大的作用，特别是在干细胞再生领域，这种纳米纤维形成的微图案能够有效调节干细胞的增殖以及定向分化潜能，但目前的静电纺丝喷头由于结构上存在的问题，不具有直接喷出微图案的功能。因此如何方便快捷的采用静电纺丝技术获得各种功能性的微图案，是一个亟待解决的问题。
发明内容
针对上述情况，为克服现有技术之缺陷，本发明之目的就是提供一种可喷出微图案的静电纺丝喷头装置，可有效解决方便快捷的获得功能性的微图案，以满足纳米纤维在调控细胞的增殖、分化以及迁移等需要的问题。
本发明解决的技术方案是，一种可喷出微图案的静电纺丝喷头装置，包括注射器、喷头体、连接盘和喷头前端，注射器是由注射器体和注射器头构成，注射器头***喷头体上口部内，喷头体是由喷头外芯和喷头内芯构成，喷头内芯装在喷头外芯内，喷头内芯下端伸出喷头外芯下端部，喷头内芯上端与喷头外芯上部内构成注射器头***空间，喷头内芯在喷头外芯内的外壁上设有用于旋转升降的螺齿体，喷头外芯的侧壁上开有通孔，通孔内经轴承装有旋转杆，旋转杆伸入喷头外芯内的一端上装有与螺齿体相啮合的齿轮，旋转杆伸出喷头外芯外的一侧端部经联轴器与电机的输出轴相连，构成喷头内芯旋转上下升降结构；喷头内芯伸出喷头体下部的端部上装有喷头连接盘，喷头连接盘外周壁上装有均匀分布的可拆卸喷头前端，喷头内芯下端与喷头连接盘接触处开有可拆卸喷头前端相对应的出液孔，出液孔与可拆卸喷头前端之间在喷头连接盘上开有连通的流液槽，构成可拆卸喷头前端的喷流结构，从而实现喷头将纺丝原液射流在收集器上，通过调节可拆卸喷头前端的长短，形成喷出微图案结构。
本发明结构新颖独特，易安装使用，效果好，既可以获得圆形的静电纺丝微图案，还可通过调整可拆卸喷头前端的长短和大小，获得不同直径大小的同心圆微图案，应用于干细胞再生领域，实现纳米纤维形成的微图案能够有效调节干细胞的增殖以及定向分化，有巨大的经济和社会效益。
附图说明
图1为本发明的结构剖面主视示意图。
图2为本发明的喷头连接盘部分结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图和具体情况对本发明的具体实施方式作详细说明。
由图1、2给出，本发明一种可喷出微图案的静电纺丝喷头装置，包括注射器、喷头体、连接盘和喷头前端，注射器1是由注射器体1-1和注射器头1-2构成，注射器头1-2***喷头体上口部内，喷头体是由喷头外芯2和喷头内芯3构成，喷头内芯3装在喷头外芯2内，喷头内芯3下端伸出喷头外芯2下端部，喷头内芯3上端与喷头外芯2上部内构成注射器头***空间，喷头内芯3在喷头外芯2内的外壁上设有用于旋转升降的螺齿体3-2，喷头外芯2的侧壁上开有通孔，通孔内经轴承12装有旋转杆9，旋转杆9伸入喷头外芯2内的一端上装有与螺齿体3-2相啮合的齿轮4，旋转杆9伸出喷头外芯2外的一侧端部经联轴器与电机7的输出轴相连，构成喷头内芯旋转上下升降结构；喷头内芯3伸出喷头体下部的端部上装有喷头连接盘5，喷头连接盘5外周壁上装有均匀分布的可拆卸喷头前端6，喷头内芯3下端与喷头连接盘5接触处开有可拆卸喷头前端相对应的出液孔3-3，出液孔3-3与可拆卸喷头前端6之间在喷头连接盘5上开有连通的流液槽11，构成可拆卸喷头前端的喷流结构，从而实现喷头将纺丝原液射流在收集器上，通过调节可拆卸喷头前端的长短，形成喷出微图案结构。
为了保证使用效果和使用方便，所述的注射器头1-2的外径与喷头外芯2的上部内径相吻合，构成注射器1的插拔结构；
所述的喷头外芯2为空心圆形；
所述的喷头内芯3为截面呈圆形的空心体，上端部为漏斗状结构3-1，漏斗状结构上口部外径与喷头外芯2的内径相吻合，构成喷头外芯内壁与喷头内芯3外壁的吻合滑移结构；
所述的电机7装在喷头外芯2外部的支架10上，经导线与电源插头8相连，电源插头8与电源相连，构成电机供电结构（公知技术）；
所述的可拆卸喷头前端6包括固定轴6-1和喷头前端6-2，喷头前端6-2套装在固定轴6-1上，固定轴6-1与喷头连接盘5周边上相对应的螺孔螺纹固定连接在一起，固定轴6-1可伸出喷头前端6-2内，构成可拆卸喷头前端6的调节拆卸结构；
所述的喷头连接盘5由圆形盘体5-1经中心固定孔和螺栓5-2与喷头内芯3下端中心螺纹孔固定连接在一起，构成拆装式结构的喷头连接盘。
本发明使用时，用本发明代替原静电纺丝喷头装置，当静电纺丝液经注射器由注射器头1-2注射到喷头内芯3的漏斗状结构3-1内，在注射器和静电纺丝液自身的重力作用下，静电纺丝液经喷头内芯3的通孔喷向与喷头连接盘5连接的一端，并由出液孔3-3喷射在喷头连接盘5上，经流液槽11流至可拆卸喷头前端6，再沿着可拆卸喷头前端6流向喷头前端6-2的末端，在电场作用下射流在收集器上收集沉积成纤维，实现静电纺丝（基本工作原理同现有技术）；当需要喷出微图案时，启动电机7，经齿轮4带动螺齿体3-2，驱使喷头内芯3转动，从而实现喷头内芯3在喷头外芯2内的上下旋转伸出或缩入，并带动喷头连接盘5和可拆卸喷头前端6旋转，调节喷头连接盘5上下高度距离，同时调节可拆卸喷头前端6的长短（必要时，还可更换不同粗细的可拆卸喷头前端6），获得呈现圆形的静电纺丝微图案，并且通过调整静电纺丝喷头前端的喷头连接盘以及可拆卸喷头前端，可以实现不同直径大小的静电纺丝微图案，实现既可以获得圆形的静电纺丝微图案，又可以通过调整获得不同直径大小的同心圆微图案，应用于干细胞再生，实现纳米纤维形成的微图案能够有效调节干细胞的增殖以及定向分化，是静电纺丝纤维喷头设备上的一大创新，有巨大的经济和社会效益。
要说明的是，近年来，随着研究的深入，发现静电纺丝纤维或微球能够形成规则的微图案，这种微图案在调控细胞的增殖、分化以及迁移等行为方面具有很大的作用，特别是在干细胞再生领域，这种纳米纤维形成的微图案能够有效调节干细胞的增殖以及定向分化潜能。因此如何方便快捷的采用静电纺丝技术获得各种功能性的微图案，是一个亟待解决的问题。本发明正是为克服现有静电纺丝喷头不能喷出微图案的技术缺陷，而创新性的给出了一种可喷出微图案的静电纺丝喷头装置，实现既可以获得圆形的静电纺丝微图案，也可以通过调整获得不同直径大小的同心圆微图案，也就是说，可有效解决方便快捷的获得功能性的微图案，以满足纳米纤维在调控细胞的增殖、分化以及迁移等需要的问题，是针对静电纺丝喷头设备上的创新，创造性的给出了一种可喷出微图案的静电纺丝喷头装置，附图给出的仅是一个实施例，是为了说明本发明的具体实施方式，而不是用于限制本发明的保护范围，凡是采用等同、等效替换手段所作出的在本质上与本发明相同的技术方案，均属于本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种可喷出微图案的静电纺丝喷头装置，包括注射器、喷头体、连接盘和喷头前端，其特征在于，注射器（1）是由注射器体（1-1）和注射器头（1-2）构成，注射器头（1-2）***喷头体上口部内，喷头体是由喷头外芯（2）和喷头内芯（3）构成，喷头内芯（3）装在喷头外芯（2）内，喷头内芯（3）下端伸出喷头外芯（2）下端部，喷头内芯（3）上端与喷头外芯（2）上部内构成注射器头***空间，喷头内芯（3）在喷头外芯（2）内的外壁上设有用于旋转升降的螺齿体（3-2），喷头外芯（2）的侧壁上开有通孔，通孔内经轴承（12）装有旋转杆（9），旋转杆（9）伸入喷头外芯（2）内的一端上装有与螺齿体（3-2）相啮合的齿轮（4），旋转杆（9）伸出喷头外芯（2）外的一侧端部经联轴器与电机（7）的输出轴相连，构成喷头内芯旋转上下升降结构；喷头内芯（3）伸出喷头体下部的端部上装有喷头连接盘（5），喷头连接盘（5）外周壁上装有均匀分布的可拆卸喷头前端（6），喷头内芯（3）下端与喷头连接盘（5）接触处开有可拆卸喷头前端相对应的出液孔（3-3），出液孔（3-3）与可拆卸喷头前端（6）之间在喷头连接盘（5）上开有连通的流液槽（11），构成可拆卸喷头前端的喷流结构，从而实现喷头将纺丝原液射流在收集器上，通过调节可拆卸喷头前端的长短，形成喷出微图案结构。
2.根据权利要求1所述的可喷出微图案的静电纺丝喷头装置，其特征在于，所述的注射器头（1-2）的外径与喷头外芯（2）的上部内径相吻合，构成注射器（1）的插拔结构。
3.根据权利要求1所述的可喷出微图案的静电纺丝喷头装置，其特征在于，所述的喷头外芯（2）为空心圆形。
4.根据权利要求1所述的可喷出微图案的静电纺丝喷头装置，其特征在于，所述的喷头内芯（3）为截面呈圆形的空心体，上端部为漏斗状结构（3-1），漏斗状结构上口部外径与喷头外芯（2）的内径相吻合，构成喷头外芯内壁与喷头内芯（3）外壁的吻合滑移结构。
5.根据权利要求1所述的可喷出微图案的静电纺丝喷头装置，其特征在于，所述的电机（7）装在喷头外芯（2）外部的支架（10）上，经导线与电源插头（8）相连，电源插头（8）与电源相连，构成电机供电结构。
6.根据权利要求1所述的可喷出微图案的静电纺丝喷头装置，其特征在于，所述的可拆卸喷头前端（6）包括固定轴（6-1）和喷头前端（6-2），喷头前端（6-2）套装在固定轴（6-1）上，固定轴（6-1）与喷头连接盘（5）周边上相对应的螺孔螺纹固定连接在一起，固定轴（6-1）可伸出喷头前端（6-2）内，构成可拆卸喷头前端（6）的调节拆卸结构。
7.根据权利要求1所述的可喷出微图案的静电纺丝喷头装置，其特征在于，所述的喷头连接盘（5）由圆形盘体（5-1）经中心固定孔和螺栓（5-2）与喷头内芯（3）下端中心螺纹孔固定连接在一起，构成拆装式结构的喷头连接盘。
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