专利名称：实验动物兔腰椎间盘剪切应力加载器的制作方法
技术领域：
本发明涉及实验装置，具体涉及实验动物兔腰椎间盘剪切应力加载器。
背景技术：
椎间盘是脊柱的一个重要组成部分，它的主要功能是吸收、缓冲和传递人体所受的载荷，同时它的存在使得脊柱可以在一定范围内活动。然而椎间盘的退变往往会造成脊柱的功能紊乱甚至丧失，一部分退变的椎间盘还会引起腰椎间盘突出症、椎间盘源性腰痛和颈椎病等脊柱退行性疾病，严重影响了患者的生活质量，给家庭和社会造成了巨大的经济负担。因此从椎间盘退变这一层面进行相关疾病的研究是目前所迫切需要的，为此，需要通过实验手段了解椎间盘退变的机制。
载荷与椎间盘退变的关系一直是最近的研究热点，研究发现超出生理范围的轴向压缩可以明确引起椎间盘的退变，由此有学者提出了以机械载荷因素为始动因素而致使椎间盘退变的概念，即椎间盘的非生理性负荷诱导椎间盘结构损害和一系列细胞介导的不可逆性反应，而这些变化又由于营养代谢通路的薄弱，年龄的变化，修复机制的不完善以及遗传因素等进一步加深椎间盘的退变。但是这些研究中的载荷往往都过于单调，几乎都只关注轴向的压缩，而我们所知道人体脊柱所受的载荷是复杂的，包含压缩、剪切等多个组成部分，特别是剪切应力对退行性运动系统疾病的的作用在近几年的研究受到越来越多的关注。有研究指出，过大的剪切应力将会导致关节软骨的退变造成骨关节炎的发生。在人体脊柱的腰骶段由于其前倾角大，相对于其他节段承载着更多的剪切应力，而此节段正是椎间盘退变最易发生的部位。因此在椎间盘的研究中对于椎间盘退变和剪切应力的关系也受到越来越多关注，研究发现，剪切应力对椎间盘细胞的分化、生长有着很大的影响，故而，研究椎间盘时应把剪切应力作为一个重要的因素考虑到实验过程和相关模型制作过程中去。但是，目前尚没有合适的椎间盘剪切应力加载器。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是解决如何探索剪切应力对椎间盘退变的作用的问题。为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是提供一种实验动物兔腰椎间盘剪切应力加载器，包括支架、第一夹持装置和第二夹持装置，所述支架的一个侧面的上部开有一个U形缺口，所述第一夹持装置和第二夹持装置相互平行地设置在所述支架的底面上，所述第一夹持装置的顶面上固定设有一个竖直设置的连接柱，所述连接柱自下而上贯穿所述U形缺口并从所述支架的顶面穿出，所述连接柱具有螺纹部，且所述螺纹部上螺装有一个调节螺母，所述调节螺母位于所述U形缺口内，所述调节螺母的上方设置一个弹簧，所述弹簧套装在所述连接柱上且两端分别与所述调节螺母的顶面和所述U形缺口的上壁相抵。在上述方案中，所述第一夹持装置和所述第二夹持装置均包括上端铰接连接的第一夹持臂和第二夹持臂，所述第一夹持臂和所述第二夹持臂的下端分别铰接一个卡爪，两个所述卡爪相对设置，所述第一夹持臂和所述第二夹持臂通过调节装置调节二者之间夹角。在上述方案中，所述调节装置包括调节螺栓和螺母，所述调节螺栓贯穿所述第一夹持臂和所述第二夹持臂；所述螺母螺装在所述调节螺栓的伸出端。在上述方案中，所述支架的底面上具有两个平行设置的第一承台和第二承台，所述第一夹持装置设置在所述第一承台的底面上，所述第二夹持装置设置在所述第二承台的在上述方案中，所述第一承台具有一个竖直设置的第一通孔，所述连接柱穿装在所述第一通孔内且向下穿出所述第一承台后与所述第一夹持装置螺纹连接固定。在上述方案中，所述第二承台具有一个纵向设置的第二通孔，所述第二夹持装置的顶面上固定设有一个转轴，所述转轴转动设置在所述第二通孔内。 在上述方案中，所述转轴的上端向上穿出所述第二承台后通过卡簧限位。在上述方案中，所述转轴的上端向上穿出所述第二承台后通过螺母固定，所述第二夹持装置的顶面上沿周向均布设有多个呈辐射状分布的齿条，所述第二承台的底面上设有与所述齿条相配合的齿槽。本发明，通过旋转调节螺母就可以使第一夹持装置升降，从而与第二夹持装置产生纵向的相对位移，使第一、第二夹持装置所夹持的动物腰椎间盘产生剪切应力，便于椎间盘剪切应力的受力研究。
图I为本发明的结构示意图；图2为夹持装置的结构示意图。
具体实施例方式下面结合附图对本发明作出详细的说明。如图I所示，本发明提供的实验动物兔腰椎间盘剪切应力加载器，包括支架I、第一夹持装置21和第二夹持装置22。第一夹持装置21和第二夹持装置22结构基本相同，且相互平行设置在支架I的底面上。支架I的底面上具有第一承台11和第二承台12，第二夹持装置22设置在第二承台12的底面上，支架I的上部设有一个U形缺口 13，连接柱3的下端自上而下穿过U形缺口 13并从第一承台11的底面穿出后与第一夹持装置21的上端固定，连接柱3的上端向上穿出支架I的顶面，连接柱3具有螺纹部31，且螺纹部31上螺装有一个调节螺母4，调节螺母4位于U形缺口 13内，调节螺母4的上方设置一个弹簧5，弹簧5套装在连接柱3上且弹簧5的上、下两端分别与调节螺母4和U形缺口 13的上壁相抵，弹簧5用于产生剪切力，调节螺母4可以调节弹簧5弹力的大小。具体地说，向上转动调节螺母4，使弹簧5压缩，于是弹簧5的弹力通过调节螺母4传递给连接柱3，连接柱3则将弹簧5的弹力传递给第一夹持装置21，从而产生剪切力。再请参见图2，第一夹持装置21和第二夹持装置22均包括相对设置的第一夹持臂23和第二夹持臂24，第一夹持臂23和第二夹持臂24的下端分别铰接一个卡爪25，两个卡爪25相对设置，用于嵌扣在动物椎体上，第一夹持臂23和第二夹持臂24的上部铰接，并通过调节装置调节二者之间夹角，从而改变两个卡爪25之间的距离，夹紧或松开动物椎体。本实施例中，调节装置包括调节螺栓26和螺母27，调节螺栓26贯穿第一夹持臂23和第二夹持臂24后与螺母27螺装固定，通过转动螺母27就可以改变第一夹持臂23和第二夹持臂24之间的夹角，近而改变两个卡爪25之间的距离。根据具体实际应用，本发明有针对性地提出了以下两种具体实施方式
。实施方式I。第一承台11具有一个竖直设置的第一通孔，连接柱3穿装在第一通孔内且向下穿出第一承台11后与第一夹持装置21螺纹连接固定。第二承台12具有一个纵向设置的第 二通孔，第二夹持装置22的顶面上固定设有一个转轴，转轴转动设置在第二通孔内，转轴的上端向上穿出第二承台12后通过卡簧限位。在这种具体实施方式
中，第二夹持装置22可以绕第二承台12的轴线自由转动，这样，在第一夹持装置21产生剪切力时，其同时产生的扭力可以被第二夹持装置22消化，从而方便对纯剪切力的研究。实施方式2。本实施例与实施例I的区别在于，转轴的上端向上穿出第二承台12后通过螺母固定，第二夹持装置22的顶面上沿周向均布设有多个呈辐射状分布的齿条，第二承台12的底面上设有与所述齿条相配合的齿槽。在这种具体实施方式
中，第二夹持装置22是不可以绕第二承台12的轴线自由转动的，因此，适用于研究由于第一夹持装置21产生剪切力，同时又产生扭力的情况，也就是说扭力是不可忽略的。另外，松开螺母则可以使第二夹持装置22离开第二承台12，再转动第二夹持装置22则可以改变其角度，最后通过旋紧螺母锁紧，使第二夹持装置22与第二承台12重新咬合，通过这种方式可以人为地施加扭力，方便进行剪切力+扭力的研究。由于第二夹持装置22与第二承台12是通过齿、槽咬合的，因此，所施加的扭力是可控制的，便于进行定量研究。本发明不局限于上述最佳实施方式，任何人应该得知在本发明的启示下作出的结构变化，凡是与本发明具有相同或相近的技术方案，均落入本发明的保护范围之内。
权利要求
1.实验动物兔腰椎间盘剪切应力加载器，其特征在于，包括 支架，其一个侧面的上部开有一个U形缺口 ； 第一夹持装置和第二夹持装置，相互平行地设置在所述支架的底面上，所述第一夹持装置的顶面上固定设有一个竖直设置的连接柱，所述连接柱自下而上贯穿所述U形缺口并从所述支架的顶面穿出，所述连接柱具有螺纹部，且所述螺纹部上螺装有一个调节螺母，所述调节螺母位于所述U形缺口内，所述调节螺母的上方设置一个弹簧，所述弹簧套装在所述连接柱上且两端分别与所述调节螺母的顶面和所述U形缺口的上壁相抵。
2.如权利要求I所述的实验动物兔腰椎间盘剪切应力加载器，其特征在于，所述第一夹持装置和所述第二夹持装置均包括上端铰接连接的第一夹持臂和第二夹持臂，所述第一夹持臂和所述第二夹持臂的下端分别铰接一个卡爪，两个所述卡爪相对设置，所述第一夹持臂和所述第二夹持臂通过调节装置调节二者之间夹角。
3.如权利要求2所述的实验动物兔腰椎间盘剪切应力加载器，其特征在于，所述调节装置包括 调节螺栓，贯穿所述第一夹持臂和所述第二夹持臂； 螺母，螺装在所述调节螺栓的伸出端。
4.如权利要求3所述的实验动物兔腰椎间盘剪切应力加载器，其特征在于，所述支架的底面上具有两个平行设置的第一承台和第二承台，所述第一夹持装置设置在所述第一承台的底面上，所述第二夹持装置设置在所述第二承台的底面上。
5.如权利要求4所述的实验动物兔腰椎间盘剪切应力加载器，其特征在于，所述第一承台具有一个竖直设置的第一通孔，所述连接柱穿装在所述第一通孔内且向下穿出所述第一承台后与所述第一夹持装置螺纹连接固定。
6.如权利要求4所述的实验动物兔腰椎间盘剪切应力加载器，其特征在于，所述第二承台具有一个纵向设置的第二通孔，所述第二夹持装置的顶面上固定设有一个转轴，所述转轴转动设置在所述第二通孔内。
7.如权利要求6所述的实验动物兔腰椎间盘剪切应力加载器，其特征在于，所述转轴的上端向上穿出所述第二承台后通过卡簧限位。
8.如权利要求6所述的实验动物兔腰椎间盘剪切应力加载器，其特征在于，所述转轴的上端向上穿出所述第二承台后通过螺母固定，所述第二夹持装置的顶面上沿周向均布设有多个呈辐射状分布的齿条，所述第二承台的底面上设有与所述齿条相配合的齿槽。
全文摘要
本发明公开了一种实验动物兔腰椎间盘剪切应力加载器，包括支架、第一夹持装置和第二夹持装置，所述支架上开有一个U形缺口，所述第一夹持装置的顶面上固定设有一个竖直设置的连接柱，所述连接柱自下而上贯穿所述U形缺口并从所述支架的顶面穿出，所述连接柱具有螺纹部，且所述螺纹部上螺装有一个调节螺母，所述调节螺母位于所述U形缺口内，所述调节螺母的上方设置一个弹簧，所述弹簧套装在所述连接柱上且两端分别与所述调节螺母的顶面和所述U形缺口的上壁相抵。本发明，旋转调节螺母就可以使第一、第二夹持装置之间产生纵向的相对位移，从而使所夹持的动物腰椎间盘产生剪切应力，便于椎间盘剪切应力的受力研究。
文档编号A61D1/00GK102920523SQ20121043855
公开日2013年2月13日 申请日期2012年11月6日 优先权日2012年11月6日
发明者王向阳, 夏冬冬, 林胜磊 申请人:王向阳