(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210625703.8 (22)申请日 2022.06.02 (71)申请人 嘉兴学院 地址 314001 浙江省嘉兴 市越秀南路56号 (72)发明人 孙辰　曹卫星　余青　胡士涛　 项光强　胡长伟　尹赵　王泽明　 李雪梅　 (74)专利代理 机构 上海旭诚知识产权代理有限 公司 312 20 专利代理师 郑立 (51)Int.Cl. C12M 1/107(2006.01) C12M 1/00(2006.01) (54)发明名称 用于沼气发酵系统的3D打印反刍 仿生部件 及制造方法 (57)摘要 本发明公开了一种用于沼气发酵系统的3D 打印反刍仿生部件， 包括基底和设置在基底上的 仿生结构， 所述仿生结构为根据反刍动物的消化 器官的内部微观结构而仿造形成的结构； 所述仿 生部件采用具有生物亲和力的柔性材料制造而 成。 本发明还提供了一种制造上述仿生部件的方 法。 本发明利用仿生结构 扩大了发酵微观生态龛 的丰富性， 提高了微生物停留时间， 原位富集和 靶向扩增具有种群竞争优势的厌氧消化微生物 群落， 解决了沼气发酵体系中产甲烷菌的抗冲击 能力差、 原料的降解效率和产气效率低、 发酵周 期长等问题。 权利要求书2页 说明书6页 附图5页 CN 114958560 A 2022.08.30 CN 114958560 A 1.一种用于沼气发酵系统的3D打印反刍仿生部件， 其特 征在于， 包括： 基底； 设置在所述基底上的仿生结构， 所述仿生结构为根据反刍动物的消化器官的内部微观 结构而仿 造形成的结构； 所述仿生部件 采用具有生物亲和力的柔 性材料制造而成。 2.如权利要求1所述的3D打印反刍仿生部件， 其特征在于， 所述仿生结构包括设置在所 述基底上的一级结构， 其中所述 一级结构包括： 基于瘤胃形态及小肠环形皱襞形态仿生的毛状结构、 基于瓣胃形态仿生的瓣状结构以 及基于网胃形态仿生的蜂窝形网状结构。 3.如权利要求2所述的3D打印反刍仿生部件， 其特征在于， 所述毛状结构包括多个毛状 凸起， 每个所述毛状凸起的长度为0.2～10cm， 直径为1～5mm， 所述毛状结构上所述毛状凸 起的密度为 4～25个/cm2； 所述瓣状结构包括多个片状结构， 其中， 所述片状结构包括多个直径为0.5～10cm、 厚 度为1～5mm的半圆形切片状结构， 或者多个长度为0.5～10cm、 高度为0.5～10cm、 厚度为1 ～5mm的矩形片状结构； 其中， 所述片状结构的间距为0.5～5m m， 所述片状结构交错 排列； 所述蜂窝形网状结构由多个边长为2～10mm， 高度为0.2～10cm， 厚度为1～5mm的中空 六边形相连构成， 所述六边形交错 排列。 4.如权利要求2所述的3D打印反刍仿生部件， 其特征在于， 所述仿生结构还包括通过结 构叠加而形成的二级结构， 其中， 所述 二级结构包括： 基于瘤胃毛状及小肠绒毛形态仿生的毛状乳突结构， 基于瓣胃形态的片状结构以及基 于网胃形态仿生的网状结构。 5.如权利要求4所述的3D打印反刍仿生部件， 其特征在于， 所述毛状乳突结构基于所述 毛状结构、 所述瓣状结构和所述蜂窝形网状结构进行叠加， 所述基于瓣胃形态的片状结构 基于所述瓣状结构和所述蜂窝形网状结构进 行叠加， 所述基于网胃形态仿生的网状结构 基 于所述瓣状结构进行叠加。 6.如权利要求4所述的3D打印反刍仿生部件， 其特征在于， 所毛状述乳突结构的长度为 2～5， 直径为0.5～ 2mm； 所述基于瓣胃形态的片状结构由直径为2～5mm、 厚度为0.5～2mm的半圆形片状结构， 或者由长度为2～5mm、 高度为2～5mm、 厚度为0.5～2mm矩形片状结构构成， 所述基于瓣胃形 态的片状结构的间距为0.2 ～4mm， 所述基于瓣胃形态的片状结构交错 排列； 所述网胃形态仿生的网状结构为六边形或多边形或圆形的网眼结构， 所述网眼结构的 网眼内径为0.5～1.5 cm， 高度为2 ～5mm， 厚度为0.5～ 2mm。 7.一种如权利要求1 ‑6任一项所述的3D打印反刍仿生部件的制造方法， 其特征在于， 所 述方法包括： 根据反刍动物的消化器官的内部微观结构设计所述仿生部件的结构； 利用具有生物亲和力的柔 性材料， 通过3D打印形成所述仿生部件。 8.一种如权利要求1 ‑6任一项所述的3D打印反刍仿生部件的制造方法， 其特征在于， 所 述方法包括： 根据反刍动物的消化器官的内部微观结构设计所述仿生部件的结构； 利用3D绘图软件绘制所述仿生部件的图形， 并根据所述仿生部件的图形按照倒模构建权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114958560 A 2模具； 利用3D打印方法制造所述模具； 将制作所述仿生部件的具有生物亲和力的柔 性材料注入所述模具； 脱模。 9.如权利要求8所述的制造方法， 其特 征在于， 所述模具采用丙烯酸 光敏树脂制作。 10.如权利要求8所述的制造方法， 其特征在于， 所述具有生物亲和力的柔性材料为柔 性硅胶。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114958560 A 3