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原文传递一种骨钉体外降解用试验装置及试验方法

专利名称：	一种骨钉体外降解用试验装置及试验方法
摘要：	一种骨钉体外降解用试验装置，包括上位机、单片机、注射器、推动机构和循环机构，推动机构与注射器的活塞柄固定连接并且在连接处设置有压力传感器，注射器内容纳有模拟体液和仿生骨，仿生骨没入到模拟体液中并且仿生骨的两端分别抵在注射器的活塞和喷嘴上，待试验的可降解骨钉设置在仿生骨上，循环机构与注射器相连通用于循环模拟体液，上位机、推动机构、压力传感器和循环机构均与单片机电连接。本发明能够保证可降解骨钉始终在类似于人体的腐蚀环境和力学环境中进行降解，从而精确试验出可降解骨钉的体外降解性能。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	河南;41
申请人：	河南科技大学
发明人：	胡志刚;马晓孟;赵梦文;王新征;宋春辉
专利状态：	有效
申请日期：	2019-04-11T00:00:00+0800
发布日期：	2019-06-25T00:00:00+0800
申请号：	CN201910291043.2
公开号：	CN109932309A
代理机构：	洛阳公信知识产权事务所(普通合伙)
代理人：	宋晨炜
分类号：	G01N17/00(2006.01);G;G01;G01N;G01N17
申请人地址：	471000 河南省洛阳市涧西区西苑路48号
主权项：	1.一种骨钉体外降解用试验装置，其特征在于：包括上位机、单片机、注射器、推动机构和循环机构，推动机构与注射器(2)的活塞柄固定连接并且在连接处设置有压力传感器(21)，注射器(2)内容纳有模拟体液(7)和仿生骨(5)，仿生骨(5)没入到模拟体液(7)中并且仿生骨(5)的两端分别抵在注射器(2)的活塞和喷嘴上，待试验的可降解骨钉(6)设置在仿生骨(5)上，循环机构与注射器(2)相连通用于循环模拟体液(7)，上位机、推动机构、压力传感器(21)和循环机构均与单片机电连接。 2.如权利要求1所述的一种骨钉体外降解用试验装置，其特征在于：包括结构框架(1)，所述推动机构包括固定设置在结构框架(1)上的步进电机(10)，步进电机(10)驱动连接有丝杆(14)，丝杆(14)上配合套设有加力板(17)，加力板(17)上穿设有滑杆(18)，滑杆(18)与所述活塞柄固定连接，滑杆(18)上套设有弹簧(19)，弹簧(19)的两端分别于加力板(17)和活塞柄固定连接。 3.如权利要求2所述的一种骨钉体外降解用试验装置，其特征在于：所述结构框架(1)上固定设置有导轨(15)和挡板(16)，并且导轨(15)和挡板(16)相互垂直，所述加力板(17)与导轨(15)滑动连接，所述丝杆(14)的一端与挡板(16)转动连接，丝杆(14)的另外一端固定套设有从动轮(13)，所述步进电机(10)的输出轴上固定套设有主动轮(11)，主动轮(11)和从动轮(13)通过皮带(12)相连接。 4.如权利要求2所述的一种骨钉体外降解用试验装置，其特征在于：所述压力传感器(21)上固定设置有弹簧座(20)，所述滑杆(18)和所述弹簧(19)均与弹簧座(20)固定连接，滑杆(18)远离弹簧座(20)的一端固定连接有限位板，限位板的面积大于滑杆(18)的截面积。 5.如权利要求1所述的一种骨钉体外降解用试验装置，其特征在于：所述活塞上开设有进液孔(3)，所述循环机构包括依次连通的出液管(22)、循环泵(23)、流量计(24)和进液管(25)，其中出液管(22)与所述喷嘴相连通，进液管(25)与进液孔(3)相连通。 6.如权利要求5所述的一种骨钉体外降解用试验装置，其特征在于：所述活塞上开还开设有透气孔(4)。 7.如权利要求1所述的一种骨钉体外降解用试验装置，其特征在于：所述注射器(2)的进口端固定连接有活塞垫片(9)，活塞垫片(9)上开设有四个与注射器(2)的活塞轴的四个侧棱一一对应的缺口。 8.如权利要求1所述的一种骨钉体外降解用试验装置的试验方法，其特征在于：包括如下步骤： S1、取待试验的可降解骨钉(6)，测算骨钉表面积，清洗并且吹干后进行称重得到初始质量W0； S2、对仿生骨(5)做折断处理，并且将可降解骨钉(6)植入到折断的仿生骨(5)中对仿生骨(5)进行固定； S3、配制模拟体液(7)并且高温灭菌； S4、检测注射器(2)的摩擦力和压力传感器(21)的所受的重力； S5、将仿生骨(5)和可降解骨钉(6)置入到注射器(2)中，并且向注射器(2)中注入模拟体液(7)； S6、通过上位机向单片机输入推力的设定值和加载时间以及循环机构的循环速度，单片机驱动推动机构和循环机构； S7、推动机构推动压力传感器(21)和活塞柄，过程中单片机采集压力传感器(21)的测定值，并且利用测定值计算仿生骨(5)的受力值； S8、将受力值与设定值进行比较，直到受力值等于设定值时控制推动机构停止； S9、将试验装置放入37℃恒温箱中，到达加载时间后取出； S10、取出可降解骨钉(6)并去除表面沉积物，吹干后进行称重得到终止质量W1； S11、根据初始质量W0、终止质量W1、骨钉表面积、加载时间和可降解骨钉(6)的密度共同计算平均降解速率。 9.如权利要求8所述的试验方法，其特征在于：S7中，计算受力值的方法为： F＝F传+G传-f，其中F传为测定值，G传为压力传感器(21)所受的重力，f为注射器(2)的摩擦力。 10.如权利要求8所述的试验方法，其特征在于：S11中，计算平均降解速率的方法为：其中，ΔW为质量损失，并且有ΔW＝W0-W1，A为骨钉表面积，T为加载时间，D为可降解骨钉(6)的密度。
所属类别：	发明专利