一种用于植入材料体外降解实验的等轴形变装置的制作方法

本实用新型涉及生物力学技术领域，具体涉及一种用于植入材料体外降解实验的等轴形变装置。

背景技术：

目前，随着组织工程技术的发展，一些天然生物材料和人工合成材料因为其优异的力学性能以及良好的生物相容性，已经在组织修复领域崭露头角。例如：脱细胞基质，海藻酸盐，壳聚糖等。

但是植入材料在进行体内实验之前需要进行相应的体外实验，其中体外降解实验是必不可少的一环。在体外降解实验中，充分模拟人体生物力学环境才能够使得实验结果具有科学性，所以，能够模拟生物力学环境的体外降解实验装置至关重要。

由于人体的内环境一直处于稳态，因此多种组织一直受到体液对其产生的恒定的等轴形变。例如：硬脑膜中含有硬脑膜窦，这是大脑静脉血回流以及脑脊液回流的途径，在体液回流的过程中，硬脑膜会受到来自液体流动产生的恒定压力，因此，为了使硬脑膜修复材料更好地产生修复效果，在体外降解实验时就要充分地模拟体液对材料产生的恒定形变。此外，材料植入体内后在生物力学环境下往往出现等轴形变，然而目前还没有一种可以维持材料长期保持等轴形变的体外降解实验装置。因此，如何设计一种设备使材料在体外降解实验过程中实现静态等轴形变，是当前需要努力去解决的一个重要问题。

技术实现要素：

本实用新型提供一种用于植入材料体外降解实验的等轴形变装置，可以解决现有技术中的上述问题。该形变装置可以在植入材料体外降解的平行实验和对照实验中给予静态的恒定形变。此外该装置使植入材料在降解实验中从单一形变提升为等轴形变，更好地模拟了人体生物力学环境对材料的影响，大大提升了实验的精准度。

本实用新型提供了一种用于植入材料体外降解实验的等轴形变装置，包括：上端开口的筒体、安装平台、多个环体和多个曲面轴，所述安装平台螺纹连接在所述筒体上，所述安装平台的上表面设有多个圆形通孔，所述圆形通孔内竖直放置有所述曲面轴，所述曲面轴的底端设置在所述筒体内的底面上，所述安装平台的上表面周边具有向上延伸的槽体。

优选地，每个所述圆形通孔的外周均设有第一环形槽和第二环形槽，第一环形槽和第二环形槽均设置在所述安装平台的上表面，第二环形槽位于第一环形槽的外周，所述第一环形槽上设有环体，所述第二环形槽上设有扣件。

优选地，所述槽体上设有密封盖。

优选地，所述密封盖螺纹连接在所述槽体上。

优选地，所述筒体的外表面设有若干个u型槽，所述安装平台的外表面设有若干个倒u型槽。

优选地，所述u型槽和倒u型槽的数量均为一个。

优选地，所述曲面轴的上端为椭圆球形，所述筒体、安装平台、多个曲面轴、多个扣件、密封盖和槽体的材质均为聚碳酸酯。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

(1)该等轴形变装置为国内首创，且其组成元件简单，易于组装。

(2)该等轴形变装置为多轴设计，一次实验可以进行多个样品处理。

(3)该等轴形变装置的曲面轴可以根据植入材料样品的面积选择，从而选择合适的降解实验方法。一个装置中可以更换不同的曲面轴，进行对比实验，也能在一个装置中采用同一个曲面轴进行平行实验；也可以同时用多个装置进行多样品对照实验。

(4)该等轴形变装置的材料选择新颖，避免常规金属材料在降解过程中受到酶液的腐蚀后释放某些物质对实验结果产生影响。

(5)该等轴形变装置的密封盖具有密封作用，可以防止外界环境对材料的污染，也能防止降解液泄露。

(6)该等轴形变装置解决了在植入材料体外降解实验过程中无法提供恒定等轴形变的问题，使材料在降解的过程中所受的单一形变或者双向形变转换为等轴形变，更好的拟合了人体内环境对材料的影响，提升了实验的精准度。

(7)此外，该等轴形变装置可以根据需要设计成不同轴数(1-13轴不等)，大大提高了实验效率。

附图说明

图1为本实用新型的等轴形变装置结构示意图。

附图标记说明：

1.筒体，2.安装平台，2-1.圆形通孔，2-2.第一环形槽，2-3.第二环形槽，3.环体，4.曲面轴，5.扣件，6.u型槽，7.倒u型槽，8.槽体。

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本实用新型的保护范围并不受具体实施方式的限制。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1所示，本实用新型提供了一种用于植入材料体外降解实验的等轴形变装置，包括：上端开口的筒体1、安装平台2、多个环体3和多个曲面轴4，所述安装平台2螺纹连接在所述筒体1上(筒体1内设有内螺纹，安装平台设有外螺纹)，所述安装平台2的上表面设有多个圆形通孔2-1，所述圆形通孔2-1内竖直放置有所述曲面轴4，所述曲面轴4的底端设置在所述筒体1内的底面上，例如，可以在筒体1内的底面上设置安装曲面轴4的螺纹孔，曲面轴4和筒体1螺纹连接，并加螺母紧固。所述安装平台2的上表面周边具有向上延伸的槽体8。

进一步地，每个所述圆形通孔2-1的外周均设有第一环形槽2-2和第二环形槽2-3，第一环形槽2-2和第二环形槽2-3均设置在所述安装平台2的上表面，第二环形槽2-3位于第一环形槽2-2的外周，所述第一环形槽2-2上设有环体3，所述第二环形槽2-3上设有扣件5。

进一步地，所述槽体8上设有密封盖，当槽体8加入实验用液体时，盖上密封盖防止液体外泄。

进一步地，所述密封盖螺纹连接在所述槽体8上。

进一步地，所述筒体的外表面设有若干个u型槽，所述安装平台的外表面设有若干个倒u型槽。u型槽6和u型槽7用于标记安装平台2转过的路程，从而确定曲面轴4是否从圆形通孔2-1中露出。通过计算曲面轴4和圆形通孔的相对位置来设定u型槽6和倒u型槽7的位置，当u型槽6和倒u型槽7正好重合时，曲面轴4刚好从圆形通孔2-1露出。根据实验所需，圆形通孔2-1页可以是其他形状的通孔。

进一步地，所述u型槽和倒u型槽的数量均为一个。

进一步地，所述曲面轴4的上端为椭圆球形，所述筒体1、安装平台2、多个曲面轴4、多个扣件5、密封盖和槽体8的材质均为聚碳酸酯。聚碳酸酯具高强度及弹性系数、高冲击强度、使用温度范围广；强度高、耐疲劳性、尺寸稳定、蠕变也小；绝缘性能优良。所述曲面轴4的上端为椭圆球形，曲面轴4也可以是一端为所需要的曲面形状的任何柱体都可以，用于对样品进行形变。

本实用新型的使用过程：

首先将曲面轴螺纹连接在筒体上，并用螺母加固，然后把安装平台与外部筒体通过螺纹螺接在一起，此时，曲面轴的最高面低于圆形通孔的最高处，即曲面轴位于安装平台的上表面的下方。接着将植入材料覆盖圆形通孔并通过环体将材料压紧在第一环形槽里面，扣件扣合或螺纹连接在第二环形槽内，旋紧扣件，防止后续实验中材料的脱落。空置一个曲面轴不加载样品，然后旋转安装平台，使安装平台带动修复材料下降，而曲面轴的位置相对于安装平台是上升的，直至曲面轴与材料正好接触，此时材料未发生形变。继续旋转至空白轴的曲面全部露出后，停止旋转，此时加载样品的曲面轴移动相同的距离，使材料达到需要的形变量，然后我们将配置好的降解液倒入槽体内，将密封盖旋紧，以防止降解液泄露。最后我们将密封好的装置移入37度恒温箱中，使材料在接近人体温度的条件下，并且具有一定的形变量，进行降解实验，更好的模拟了在人体生物力学环境下材料的降解速率。

降解实验中的平行实验：因为曲面轴是活动可拆卸的，而且其形变的一端是根据材料的面积所确定，因此在平行实验中，根据所选的材料的面积，选择合适的曲面轴，进行实验，其操作步骤同上基本操作方法。

降解实验中的对照实验：因为在实验中样品的数量不确定，或多或少，此时我们设计的可以活动的曲面轴就能显示出优势，如果数量较少，选择需要的曲面轴，在一个装置中就能完成静态降解实验；如果实验样品较多，可以在一个加载装置上采用同一个曲面轴，然后进行对照实验。

特殊的降解模拟实验：因为筒体与安装平台通过螺纹连接，而螺距是可以确定的，因此在某些特殊的降解实验中，可以在旋转安装平台后，使曲面轴保持一定的长度，让材料处于一定静态力下进行降解实验，而相关的力学参数可以根据有限元模拟得出结果。

本实用新型的有益效果是：

(1)该等轴形变装置为国内首创，且其组成元件简单，易于组装。

(2)该等轴形变装置为多轴设计，一次实验可以进行多个样品处理。

(3)该等轴形变装置的曲面轴可以根据植入材料样品的面积选择，从而选择合适的降解实验方法。一个装置中可以更换不同的曲面轴，进行对比实验，也能在一个装置中采用同一个曲面轴进行平行实验；也可以同时用多个装置进行多样品对照实验。

(4)该等轴形变装置的材料选择新颖，避免常规金属材料在降解过程中受到酶液的腐蚀后释放某些物质对实验结果产生影响。

(5)该等轴形变装置的密封盖具有密封作用，可以防止外界环境对材料的污染，也能防止降解液泄露。

(6)该等轴形变装置解决了在植入材料体外降解实验过程中无法提供恒定等轴形变的问题，使材料在降解的过程中所受的单一形变或者双向形变转换为等轴形变，更好的拟合了人体内环境对材料的影响，提升了实验的精准度。

(7)此外，该等轴形变装置可以根据需要设计成不同轴数(1-13轴不等)，大大提高了实验效率。

本实用新型中涉及的未说明部分与现有技术相同或采用现有技术加以实施。

以上公开的仅为本实用新型的几个具体实施例，但是，本实用新型实施例并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本实用新型的保护范围。