用于太赫兹原位冲击测试的仿生骨骼样品制造技术

本实用新型专利技术涉及一种用于太赫兹原位冲击测试的仿生骨骼样品，属于生物力学测试领域。通过由表及里的拓扑结构构建由仿生皮肤‑肌肉‑骨组成的仿生骨骼样品。制备具有多孔梯度特性的仿生骨，与天然生物肌肉力学性能相近的仿生肌肉亦附着于仿生骨外层，其外层包裹人造皮肤，制作成模拟完整生物肢体结构的仿生骨骼样品。将薄膜式压力传感器嵌入仿生骨骼样品各组成部分，对仿生骨骼样品各组成部分所受冲击力值进行全方位、多层次、立体式检测。可替代天然骨进行冲击性能实验并能集成多种新型检测方式，不仅为生物材料冲击性能测试提供一种有效的工具，而且为仿生肢体、植入式仿生骨骼等仿生材料器具的冲击破坏机理的研究提供一种新的研究手段。

Bionic bone samples for terahertz in situ impact testing

The utility model relates to a bionic bone sample used for terahertz in-situ impact testing, belonging to the field of biomechanical testing. A bionic skeleton sample consisting of bionic skin, muscle and bone was constructed by the topological structure of the surface and the interior. Biomimetic bone with porous gradient characteristics was prepared. Biomimetic muscle similar to natural muscle was also attached to the outer layer of biomimetic bone. The outer layer of biomimetic bone was wrapped with artificial skin, and biomimetic bone samples were made to simulate the complete structure of biological limbs. The membrane pressure sensor was embedded into the components of bionic bone samples, and the impact force of each component of bionic bone samples was measured in an all-round, multi-level and three-dimensional way. It can replace natural bone to carry out impact performance test and integrate various new detection methods. It not only provides an effective tool for impact performance test of biomaterials, but also provides a new research method for impact failure mechanism of bionic materials such as bionic limbs and implantable bionic skeletons.

【技术实现步骤摘要】
用于太赫兹原位冲击测试的仿生骨骼样品
本技术涉及生物力学测试领域，特别涉及一种用于太赫兹原位冲击测试的仿生骨骼样品。本技术可用于模拟天然生物材料的力学性能并代替其进行太赫兹实时原位检测下的冲击测试，为仿生材料样品冲击性能测试提供一种重复性强、可大量制备的多功能样品，该样品弥补了天然骨制成样品后在结构和成分有较大差异性的缺点，减少天然骨差异带来的不必要的实验变量，为天然骨冲击性能测试提供制备简单且力学性能重复性高的标准化样品，也为仿生材料、医用生物材料等材料的力学性能测试提供一种新的研究手段。
技术介绍
在日常生活中，生物体经常会遭受各种各样的冲击载荷的影响，由于冲击载荷瞬间的产生破坏力较大，往往会对生物体带来巨大的伤害，尤其是骨骼，在受到较大冲击载荷时往往会产生骨裂、骨折等较为严重的后果。因此我们需要对生物体的骨的在冲击力作用下的失效、破坏机理进行研究，由于天然骨是比较复杂，不同部位、不同作用的骨的形状、结构、密度、硬度都存在着明显的差异，对骨骼进行冲击实验往往会因为样品的制作、天然骨的获取来源有限而使实验结果差异性大，甚至有些实验骨（如人体骨）本身就难以获取，因此寻找在力学性能上接本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于太赫兹原位冲击测试的仿生骨骼样品，其特征在于：样品整体为长方体状，包括仿密质骨（1）、传感器阵列（2）、仿生肌肉（3）、人造皮肤（4）、主传感器（5）、仿松质骨（6）、水凝胶（7），所述仿松质骨（6）、仿密质骨（1）和水凝胶（7）构成仿生骨结构，仿生骨结构是样品的主体结构和冲击性能实验的测试对象；仿松质骨（6）为内部分布圆柱孔阵列的长方体结构，仿松质骨（6）与仿密质骨（1）结构实为一体；仿松质骨（6）的孔隙中填充水凝胶（7）模拟骨髓；采用医用硅胶作为仿生肌肉（3）的制作材料，通过3D打印技术将其附着并固定在仿密质骨（1）表面以模拟肌肉；人造皮肤（4）包裹在仿生肌肉（3）外层。

【技术特征摘要】
1.一种用于太赫兹原位冲击测试的仿生骨骼样品，其特征在于：样品整体为长方体状，包括仿密质骨（1）、传感器阵列（2）、仿生肌肉（3）、人造皮肤（4）、主传感器（5）、仿松质骨（6）、水凝胶（7），所述仿松质骨（6）、仿密质骨（1）和水凝胶（7）构成仿生骨结构，仿生骨结构是样品的主体结构和冲击性能实验的测试对象；仿松质骨（6）为内部分布圆柱孔阵列的长方体结构，仿松质骨（6）与仿密质骨（1）结构实为一体；仿松质骨（6）的孔隙中填充水凝胶（7）模拟骨髓；采用医用硅胶作为仿生肌肉（3）的制作材料，通过3D打印技术将其附着并固定在仿密质骨（1）表面以模拟肌肉；人造皮肤（4）包裹在仿生肌肉（3）外层。2.根据权利要求1所述的用于太赫兹原位冲击测试的仿生骨骼样品，其特征在于：所述的传感器阵列（2）、主传感器（5）均为薄膜式压力传感器，将传感器阵列（2）、主传感器（5）组成的传感器群嵌入到样品各结构层中检测结构所受冲击力以及力在各个方向的延伸规律；主传感器（5）、传感器阵列（2）构...

【专利技术属性】
技术研发人员：马志超，张红诏，赵宏伟，任露泉，强振峰，蒋东颖，严家琪，杜希杰，马筱溪，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：新型
国别省市：吉林,22