医用镁合金植入器件体外双动态降解性能监测装置制造方法及图纸

医用镁合金植入器件体外双动态降解性能监测装置，该装置通过电机、减速机、转动圆盘、曲柄连杆机构、主动磁组件、从动磁组件和计算机联合作用实现医用镁合金植入器件体外模拟人体组织器官运动的可控环境，由循环泵、流量计、试样槽、恒温槽、储液槽、管道及计算机共同作用完成医用镁合金植入器件体外恒温动态模拟环境；利用温度计和pH计人为监测其体外双动态腐蚀降解过程中的温度和pH的变化；采用析氢法计算直观表征其双动态降解速率，利用电化学工作站及计算机的联合作用对其降解性能及降解速率进行监测分析，为医用镁合金植入器件的体外双动态降解性能分析提供了一种稳定可靠的监测装置，极大地提高了镁合金医用产业化的可能性。

Dual Dynamic Degradation Monitoring Device for Medical Magnesium Alloy Implants in Vitro

Dual-dynamic degradation performance monitoring device for medical magnesium alloy implant device in vitro. The device realizes the controlled environment of medical magnesium alloy implant device simulating human tissues and organs movement in vitro through the combined action of motor, reducer, rotating disc, crank-connecting rod mechanism, active magnetic component, driven magnetic component and computer. The device consists of circulating pump, flowmeter, sample tank, constant temperature tank, liquid storage tank, and so on. The pipeline and computer work together to complete the in vitro thermostatic dynamic simulation environment for medical magnesium alloy implants; the temperature and pH changes during the in vitro dual-dynamic corrosion degradation process are monitored artificially by thermometer and pH meter; the double-dynamic degradation rate is visually characterized by hydrogen evolution method, and its degradation performance and degradation rate are monitored by the combined action of electrochemical workstation and computer. The measurement and analysis provides a stable and reliable monitoring device for in vitro dual dynamic degradation performance analysis of medical magnesium alloy implants, which greatly improves the possibility of medical industrialization of magnesium alloy.

【技术实现步骤摘要】
医用镁合金植入器件体外双动态降解性能监测装置
本专利技术涉及模拟人体真实环境下的医用器件降解性能分析的监测装置，确切地说是医用镁合金植入器件体外双动态降解性能监测的装置。
技术介绍
随着社会人口老龄化现象的日趋严重加上各种疾病、意外事故的人类造成的各种伤害导致了人们大大提高了对医疗质量的要求，由此催生了医用植入器件的开发与应用，使得研究人员加大了对医用植入器件的研究，医用镁及镁合金材料器件应运而生。镁及镁合金具有较好的力学相容性、生物相容性以及在人体体液中可降解行等优点，使得其在医用可降解器件领域的应用受到广泛关注，其作为新型可降解医用植入器件一直都是学者们所研究的热点。然而由于镁元素是一种十分活泼的元素，镁及镁合金在水溶液或生理环境中极易发生不合适的腐蚀降解，这就导致了医用镁合金植入器件大都在组织痊愈前就发生了腐蚀降解，无法满足其作为人体植入器件在服役期内必要的力学与形态学要求，从而制约着医用镁合金植入器件的临床应用及广泛使用。相比于医用镁合金植入器件体内试验的方法其体外试验有着低成本、高时效、可控性强及分析手段多样化等诸多优点，还可避免某些伦理道德问题的发生，故广大国内外学者一般都采用体外试验来对医用镁合金植入器件的腐蚀降解性能进行研究。然而，目前体外试验研究多聚焦于体外静态浸泡实验，也有部分体外动态试验。这些体外动态试验往往仅仅是提供了模拟体液的循环流动，而并没有完全的模拟人体真实环境条件，难以较准确的测出其降解速率，无法实时监测整个体外降解过程。而体外静态浸泡实验是将医用镁合金植入器件放在模拟体液中静态浸泡，依此来研究镁合金植入器件的体外降解性能，进一步推测其在人体内部降解性能；往往这样的体外静态浸泡实验更加无法完全模拟人体内真实的特殊环境，忽略了人体内恒温环境及体液流动、人体组织器官自身运动的双动态恒温环境对医用镁合金植入器件的腐蚀降解影响，同时无法监测体外动态腐蚀降解过程中模拟体液温度、pH值及其电化学特性的变化，一般的体外静态浸泡实验采用烘干试样并称重的繁琐手段来对其静态降解速率进行粗略的计算，无法较准确的推测出其体外降解速率；静态浸泡试验过程简单直接，但误差较大无法提供模拟体液不同流速、恒温环境以及人体组织器官真实运动的体外模拟环境，也无法实时监测分析其体外降解性能，难以较准确的估计其降解速率，耗费了大量的人力、物力及财力。
技术实现思路
本专利技术克服现有技术的上述缺点，提供医用镁合金植入器件体外双动态降解性能监测装置。本专利技术的医用镁合金植入器件体外双动态降解性能监测的装置，包括底座1，其特征在于：底座1上安装有计算机2、减速机5、电机6、试样槽19、恒温槽29、循环泵30、流量计32、电化学工作站36；电机6通过减速机5带动转动圆盘8转动，转动圆盘8连接由第一连杆10、第二连杆12、第三连杆16组成的曲柄连杆机构，第一连杆10一端通过第一销钉9与转动圆盘8铰接，另一端通过第四销钉15与第三连杆16的一端铰接，中部通过第二销钉11与第二连杆12的一端铰接，第二连杆12的另一端通过第三销钉14与固定在底座1上的第二连杆支撑架13铰接，第三连杆16呈直角曲尺状，第三连杆16的另一端通过螺栓17固定连接主动磁组件18的上端，主动磁组件18与从动磁组件21透过试样槽19互相磁场耦合，从动磁组件21上部放置待测器件20；试样槽19、储液槽28、恒温槽29、循环泵30、流量计32通过管道25互相连通，形成恒温的循环流道；试样槽19上装有pH计22、温度计23，恒温槽29内有储液槽28，储液槽28内有量筒27，量筒27上装有氢气传感器26；电机6、循环泵30的控制信号输入端通过控制线连接计算机2；电化学工作站36通过测试线35与试样槽19内部的电极34和待测器件20连接，电化学工作站36通过数据线37与计算机2连接。进一步的优选技术方案如下：所述的底座是一种矩形支撑平板，其与地面固定，上面存放本装置的所有部件。所述的电机是一种可控转速的小型变频调速电机，可与计算机连接。所述的减速机是一种小型行星减速机，可直接与变频调速电机连接。所述的联轴器是一种连接减速机输出轴与传动输入轴的普通联轴器。所述的转动圆盘形状是圆盘状的，其上存在可与减速机输出连接的转动轴。所述的连杆结构由三根连杆及转动圆盘上的虚拟曲柄组成，可与转动圆盘及主动磁组件连接。所述的主动磁组件与从动磁组件是一对可互相磁场耦合的磁组件，主动磁组件可与曲柄连杆机构连接，从动磁组件置于试样槽内，其上可放置待测器件。所述的计算机是普通的PC机或者笔记本电脑，可外接控制线和数据线，存在降解性能分析及速率处理软件或程序。所述的循环泵是一种传输混合液体的可调速循环泵，具有较好的耐腐蚀性能，可连接计算机。所述的流量计一种数字显示型流量计。所述的试样槽是一种具有保温性能的密封矩形槽，其上部可放置pH计及温度计，左右两边存在便于管道连接的通孔，内部可存放从动磁组件、待测器件及电极。所述的待测器件是一种体外待测试的医用镁合金植入器件。所述的pH计是一种接触式数字型pH计，有直观的量程读数。所述的温度计是一种接触式数字型温度计，有直观的量程读数。所述的恒温槽是一种普通的恒温水浴槽，内部可放置储液槽，左右两边存在便于管道连接的通孔。所述的量筒是一种具有直观量程读数的量筒，上部可放置氢气传感器，底部是倒扣漏斗状的结构。所述的储液槽是一种传热性能较好的矩形槽，具有较好的力学性能及保温性能，内部可放置量筒，与量筒形成密封空间，左右两边存在便于管道连接的通孔。所述的管道是一种保温性能极好的软管，其内部是圆环状的孔。所述的氢气传感器是一种接触式的数字型氢气传感器，有直观的量程读数。所述的电化学工作站是一种可监测的三电极电化学工作站，可连接计算机。所述的电极是一种电化学工作站专用的测试电极。所述的控制线是一种可执行调控操作的网线，可连接计算机。所述的数据线是一种数据传输的网线，可连接计算机。所述的测试线是一种电化学工作站专用的测试线，可连接电极、待测器件及电化学工作站。本专利技术通过电机、减速机、转动圆盘、曲柄连杆机构、主动磁组件、从动磁组件和计算机联合作用实现医用镁合金植入器件体外模拟人体组织器官运动的可控环境，由循环泵、试样槽、恒温槽、储液槽、管道及计算机共同作用完成医用镁合金植入器件体外恒温动态流动模拟环境，流量计显示实时流速；上述的双动态环境解决了一般体外静态浸泡实验无模拟体液动态循环及模拟人体组织器官实际运动的问题，提供了模拟人体组织器官实际运动以及模拟体液流速可调控的恒温实验环境；利用温度计和pH计人为监测医用镁合金植入器件体外双动态腐蚀降解过程中的温度和pH的变化，利用氢气传感器人为监测医用镁合金植入器件体外双动态腐蚀降解过程中氢气量的变化，进而利用V＝V1/(S*t)算式(其中V为器件降解速率，V1为器件腐蚀降解时释放的氢气量，S为试样的表面积，t为腐蚀降解时间)手算直观表征其双动态降解速率；设计了电化学工作站与计算机联合工作的方式，实现医用镁合金植入器件体外双动态腐蚀降解过程中的各种电化学数据的实时监测收集，利用计算机上的处理软件(Zview2软件、CVIEW2软件、ZSimpWin软件及Croshow软件等)对所收集电化学数据信息进行分析处理，再通过计算机软件的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.医用镁合金植入器件体外双动态降解性能监测的装置，包括底座(1)，其特征在于：底座(1)上安装有计算机(2)、减速机(5)、电机(6)、试样槽(19)、恒温槽(29)、循环泵(30)、流量计(32)、电化学工作站(36)；电机(6)通过减速机(5)带动转动圆盘(8)转动，转动圆盘(8)连接由第一连杆(10)、第二连杆(12)、第三连杆(16)组成的曲柄连杆机构，第一连杆(10)一端通过第一销钉(9)与转动圆盘(8)铰接，另一端通过第四销钉(15)与第三连杆(16)的一端铰接，第一连杆(10)中部通过第二销钉(11)与第二连杆(12)的一端铰接，第二连杆的(12)另一端通过第三销钉(14)与固定在底座(1)上的第二连杆支撑架(13)铰接，第三连杆(16)呈直角曲尺状，第三连杆(16)的另一端通过螺栓(17)固定连接主动磁组件(18)的上端，主动磁组件(18)与从动磁组件(21)透过试样槽(19)互相磁场耦合，从动磁组件(21)上部放置待测器件(20)；试样槽(19)、储液槽(28)、恒温槽(29)、循环泵(30)、流量计(32)通过管道(25)互相连通，形成恒温的循环流道；试样槽(19)上装有pH计(22)、温度计(23)，恒温槽(29)内有储液槽(28)，储液槽(28)内有量筒(27)，量筒(27)上装有氢气传感器(26)；电机(6)、循环泵(30)的控制信号输入端通过控制线连接计算机(2)；电化学工作站(36)通过测试线(35)与试样槽(19)内部的电极(34)和待测器件(20)连接，电化学工作站(36)通过数据线(37)与计算机(2)连接。...

【技术特征摘要】
1.医用镁合金植入器件体外双动态降解性能监测的装置，包括底座(1)，其特征在于：底座(1)上安装有计算机(2)、减速机(5)、电机(6)、试样槽(19)、恒温槽(29)、循环泵(30)、流量计(32)、电化学工作站(36)；电机(6)通过减速机(5)带动转动圆盘(8)转动，转动圆盘(8)连接由第一连杆(10)、第二连杆(12)、第三连杆(16)组成的曲柄连杆机构，第一连杆(10)一端通过第一销钉(9)与转动圆盘(8)铰接，另一端通过第四销钉(15)与第三连杆(16)的一端铰接，第一连杆(10)中部通过第二销钉(11)与第二连杆(12)的一端铰接，第二连杆的(12)另一端通过第三销钉(14)与固定在底座(1)上的第二连杆支撑架(13)铰接，第三连杆(16)呈直角曲尺状，第三连杆...

【专利技术属性】
技术研发人员：熊缨，朱涛，沈永水，杨杰，何留永，
申请(专利权)人：浙江工业大学，
类型：发明
国别省市：浙江,33