一种将3D打印技术制备的夹具用于松质骨实验的方法与流程

本发明涉及生物力学及机械领域，特别是一种将3D打印技术制备的夹具用于松质骨实验的方法。

背景技术：

骨是一种具有独特结构的高密度结缔组织，在结构上主要分为皮质骨、松质骨。其中松质骨占人体骨量的20％，但构成80％的骨表面。它是一种粘弹性材料。

骨力学是生物力学的重要分支,研究骨组织在外力作用下的力学特性和骨受力后的生物效应,是对骨组织评定的一种可靠方法。以往骨力学性质的研究主要以皮质骨为研究对象。近20年来由于年龄相关性骨折、骨质疏松及骨重建等临床上的基础问题迫切需要解决，才使松质骨的研究屡见报道。但其中以松质骨的压缩研究居多，其拉伸与拉压研究却很少。分析其原因，除了实验过程相对复杂外，试样的制作也十分繁琐。在现有的松质骨拉伸实验或拉压实验的研究中，虽然考虑到了使用一些方法，如使用骨水泥。但是在一些较明显的问题上尚未有效地全面克服(上下夹头无法校准)，从而使测试结果的误差相对较大且不易操作。

3D打印，是快速成型技术的一种，它是一种以数字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术。3D打印通常是采用数字技术材料打印机来实现的。常在模具制造、工业设计等领域被用于制造模型，后逐渐用于一些产品的直接制造。分析其优势，在于它可以很大程度上提高制作效率和精密程度，以及拥有传统工艺所不能具备的复杂曲面制造能力。

技术实现要素：

本发明的目的旨在为克服现有技术的不足，提供一种将3D打印技术制备的夹具用于松质骨实验的方法，该夹具的卡槽是传统夹具所无法具备的，它是一个比较复杂却很实用的结构，能使松质骨样本牢牢的固定住且不会松脱以保证了实验数据的精确度。

本发明的技术方案：

一种将3D打印技术制备的夹具用于松质骨实验的方法，步骤如下：

1)将新鲜的猪滑车部位松质骨，修成长23m、宽8mm、厚度为8mm的样品；

2)采用3D打印技术制备松质骨实验用夹具，所述夹具为一体结构，包括夹具头和夹具体，夹具头和夹具体均为长方体，夹具头位于夹具体的上部，夹具体的下部中心内部设有凹型长方体腔，该夹具通过熔融聚乳酸材料，按照设定的结构进行逐层打印制得；

3)在上述制得的两个松质骨实验用夹具中分别注入牙拖粉，然后将样品嵌入两个夹具中间，并使上下两个夹头的位置保持垂直对称，直到牙拖粉凝固，制得试样；

4)把上述制作成的试样用实验台的夹具固定，对松质骨的进行拉压或拉伸实验。

本发明的有益效果是：本发明提供一种比较新的方法制作夹具—3D打印。与传统技术相比，避免了由于装夹误差较大对测试结果带来的影响；运用3D打印技术制作夹具，能使产品快速生成且能使它拥有比较复杂的面，同时还具较高的精度和使繁琐的试样制作过程得以简化的优势。

附图说明

图1为该夹具立体结构示意图。

图2为该夹具剖视结构示意图。

图3为使用该夹具制作的松质骨试样图像。

图4为松质骨试样的力学加载图像。

图中：1.夹具头，2.夹具体，3.凹型长方体腔。

具体实施方式

实施例：

一种将3D打印技术制备的夹具用于松质骨实验的方法，步骤如下：

1)将新鲜的猪滑车部位松质骨，修成长23m、宽8mm、厚度为8mm的样品；

2)采用3D打印技术制备松质骨实验用夹具，所述夹具为一体结构，包括夹具头1和夹具体2，夹具头1和夹具体2均为长方体，夹具头1位于夹具体2的上部，夹具体2的下部中心内部设有凹型长方体腔3，该夹具通过熔融聚乳酸材料，按照设定的结构进行逐层打印制得；

3)在上述制得的两个松质骨实验用夹具中分别注入牙拖粉，然后将样品嵌入两个夹具中间，并使上下两个夹头的位置保持垂直对称，如图3所示，直到牙拖粉凝固，制得试样；

4)把上述制作成的试样用实验台的夹具固定，如图4所示，对松质骨的进行拉压或拉伸实验。

该实施例中，夹具体长、宽均为17mm,高为10mm；夹具头长、高均为10mm，宽为5mm；凹型长方体腔体长、宽为11mm,高为4mm，腔体外的小口径通道长、宽均为9mm、高2mm。