发明内容
[0007] 本实用新型的目的是针对现有技术的不足，以克服现有三维打印水凝胶支架结构精度控制不够的缺陷，提出了一种基于OCT技术的三维打印水凝胶支架的优化控制系统。
[0008] 本实用新型的技术方案如下：
[0009] 一种三维生物打印水凝胶支架的优化控制系统，包括基于光学相干层析扫描的三维打印水凝胶支架定量可视化装置和打印参数可控的生物三维打印设备。
[0010] 所述的打印参数可控的生物三维打印设备主要包括打印主机、中心控制模块、打印喷头、X/Y/Z三轴运动模块、打印成型平台。打印主机负责配置打印参数、编辑打印模型、运行分层算法、发送加工指令并监控打印状态，中心控制模块负责接收加工指令以及图像采集分析模块反馈信息，并对X/Y/Z三轴运动模块进行运动控制，和对打印喷头进行挤出气压的调节/开闭。
[0011] 所述的基于光学相干层析扫描的三维打印水凝胶支架定量可视化装置包括光源、低相干干涉模块、样品扫描模块、干涉信号探测模块、时序控制模块、图像采集分析模块；光源发出的光经光纤进入低相干干涉模块，低相干干涉模块发出的探测光经光纤进入样品扫描模块，样品扫描模块将光聚焦到放置在样品台的三维生物打印水凝胶支架上，支架产生的后向散射光原路返回至低相干干涉模块，低相干干涉模块产生干涉光谱信号经光纤送入干涉信号探测模块；
[0012] 基于光学相干层析扫描的三维打印水凝胶支架定量可视化装置采用扫频OCT成像系统或谱域OCT成像系统，但无论哪一种系统，其样品扫描模块都需要对待表征的三维打印水凝胶支架进行整体的横截面快速扫描。
[0013] 所述的扫频OCT成像系统采用宽带扫频光源，干涉信号探测模块采用光电平衡探测器。其中宽带扫频光源的扫频范围要求在80nm～220nm,推荐在100nm～140nm，以确保轴向成像分辨率和系统谱宽匹配的平衡。
[0014] 所述的谱域OCT成像系统采用宽带连续光源，干涉信号探测模块采用高速线阵光谱探测器。
[0015] 所述的样品扫描模块包括高速物镜前扫描模块、二维电机运动模块、样品台，其中高速物镜前扫描模块实现小范围高分辨的快速二维扫描，二维电机运动模块实现大范围的二维扫描。扫描执行时，高速物镜前扫描模块从初始点开始快速完成一个较小矩形区域扫描,然后利用二维电机运动模块在整个检测区域运动，从而实现整个检测区域内所有待检测支架的整体扫描。
[0016] 所述样品扫描模块的组合为以下两种之一，即：一种高速物镜前扫描模块通过夹持装置直接安装在二维电机运动模块上，两者组合为一个整体探头，而样品台独立，仅负责Z轴方向运动实现扫描光束聚焦调节；一种高速物镜前扫描模块与二维电机运动模块分离，二维电机运动模块与样品台整合，样品台需方便支架专用培养皿的固定和更换，且负责Z轴方向运动实现扫描光束聚焦调节。
[0017] 所述的高速物镜前扫描模块包括光纤准直器、二维高速扫描振镜、扫描物镜。
[0018] 低相干干涉模块发出的探测光由光纤进入高速物镜前扫描模块的第二光纤准直器，二维高速扫描振镜输出的光经扫描物镜进行聚焦后进入放置在样品台的三维生物打印水凝胶支架。
[0019] 所述的时序控制模块用于控制光源的触发，样品扫描模块中二维高速扫描振镜的扫描时序、以及二维电机运动时序，干涉信号探测模块采集干涉光谱信号的时序；
[0020] 所述的图像采集分析模块包括将获取的干涉光谱信号进行A/D转换， 重建出支架的二维横断面图像和三维图像，然后对其进行图像处理分析，获得支架的形态参数实际值与设计值的差异，然后将差异反馈给打印主机。
[0021] 本实用新型的有益效果如下：
[0022] 本实用新型提出一种水凝胶支架三维生物打印的优化控制系统，该系统能够实现三维生物打印水凝胶支架的整体和局域化的高分辨定量表征，并通过定量表征结果反馈指导水凝胶支架三维生物打印的精准控制，可以提高水凝胶支架精准制造的可重复性和可控性，便于大批量定制结构一致的水凝胶支架。
