医用镁合金植入材料体外恒温静态降解速率自动计算装置制造方法及图纸

医用镁合金植入材料体外恒温静态降解速率自动计算装置，包括气体收集装置和降解反应装置、数据处理装置；气体收集装置中量筒置于气体收集槽，量筒下端通过气体导管连通贴合在储液槽底部的倒扣漏斗，倒扣漏斗内装有试样，储液槽放置在反应槽内的温水中；量筒上端设有无线发送装置；降解反应装置的反应槽上的支撑板上设置有无线数据接收装置、计算机、继电器、变压器、第一温度计、温度传感器、贝克曼温度计、加热器、搅拌棍；无线数据接收装置和温度传感器均连接计算机；电机和继电器的指令输入端均连接计算机；加热器的控制端连接变压器，变压器连接继电器；数据处理装置包含计算医用镁合金植入材料体外恒温静态动态降解速率的计算模块。

A device for automatic calculation of static degradation rate of medical magnesium alloy implant materials at constant temperature in vitro

【技术实现步骤摘要】
医用镁合金植入材料体外恒温静态降解速率自动计算装置
本技术涉及一种医用镁合金材料静态速率计算的自动装置，确切地说是医用镁合金植入材料体外恒温静态降解速率自动计算装置。
技术介绍
镁及镁合金新型作为一种新型的医用可降解植入材料，其具有优良的力学性能及可降解性能，正显示出巨大的市场潜力和发展前景。但是在人体酸性的生理环境下，医用镁合金植入材料往往在组织痊愈前就发生了腐蚀降解，不能满足作为人体植入材料在服役期内必要的力学与形态学要求，从而限制了镁合金的临床应用。相比于镁合金植入材料的体内实验及临床研究，其体外实验更能快速、直观的得到降解结论，因此国内外学者都加大对镁合金植入材料体外腐蚀降解性能的研究。目前，传统的研究方式依然是体外静态浸泡实验，即将镁合金植入材料放在模拟体液中静态浸泡，依此来研究镁合金植入材料的降解性能，但是这样的静态浸泡实验无法保证人体内稳定温度环境下的真实模拟，忽略了温度对镁合金植入材料腐蚀降解的影响；一般的静态浸泡实验大都采用人工烘干试样并称重的方法来对其降解速率进行计算，该计算过程操作繁琐、耗时较多、误差较大，无法简单有效的直接测得其降解速率。
技术实现思路
本技术要解决现有技术的上述缺点，提供医用镁合金植入材料体外恒温静态降解速率自动计算装置。本技术的医用镁合金植入材料体外恒温静态降解速率自动计算装置，其特征在于：气体收集装置和降解反应装置、数据处理装置；所述的气体收集装置包括装水的气体收集槽2，量筒5置于气体收集槽2，量筒5下端通过气体导管10连通贴合在储液槽13底部的倒扣漏斗15，倒扣漏斗15内装有试样支撑架17，试样支撑架17上放置试样16，储液槽13放置在反应槽18内的温水中；量筒5上端被氢气传感器保护盖8密封，氢气传感器保护盖8设有无线发送装置9，实时检测、收集所测氢气量的氢气传感器7通过氢气传感器收纳盒6设置在量筒5上部，氢气传感器7的数据输出端连接无线发送装置9；降解反应装置包括装有温水的反应槽18，反应槽18上的支撑板21上设置有无线数据接收装置22、计算机23、继电器25、变压器28、第一温度计30、温度传感器31、贝克曼温度计32、加热器34、搅拌棍39，搅拌棍39通过锥齿轮连接电机40；无线数据接收装置22和温度传感器31的数据输出端均连接计算机23；电机40和继电器25的指令输入端均连接计算机23；加热装置34的控制端连接变压器28，变压器28的控制端连接继电器25；数据处理装置包括计算机23，计算机23的包含计算医用镁合金植入材料体外恒温静态动态降解速率的计算模块，所述的计算模块包含求解降解速率的析氢法算式：V＝V1/(S*t)，其中V为试样降解速率，V1为试样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。该装置主要通过气体收集槽、量筒、氢气传感器、导气管、储液槽、倒扣漏斗、试样、反应槽、连接孔、支撑板、计算机、继电器、变压器、温度计、温度传感器、贝克曼温度计、加热器、锥齿轮、搅拌棍、电机联合作用实现医用镁合金植入材料体外恒温环境下静态降解速率自动计算的功能，解决了一般体外静态浸泡实验的无温度因素及其降解速率难以求解的问题，利用温度计、温度传感器、贝克曼温度计、加热器、搅拌棍、电机共同运作提供了人体恒定温度下的实验环境，利用倒扣漏斗、导气管、量筒的共同作用完成腐蚀降解产生氢气的收集，利用氢气传感器、计算机及无线传输技术完成要测氢气量的测量及无线传输；再利用常见求解降解速率的析氢法算式：V＝V1/(S*t)(其中上式的V为试样降解速率，V1为试样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)来实时计算其动态降解速率，将上述算式在计算机上编程为简单的计算程序，然后利用氢气传感器无线发送给计算机的氢气量以及已知的试样表面积、腐蚀时间来代入计算机上所编程的降解速率算式即可自动计算出其动态降解速率，然后通过计算机进行降解速率结果的实时显示、存储以及分享；设计了氢气传感器、继电器、变压器、温度传感器、加热器、搅拌棍、电机与计算机联合工作的方式，增加了计算机的稳定调控、数据处理及自动计算功能，完成了体外恒温静态降解速率的自动计算，真正地实现了医用镁合金植入材料体外恒温环境下的腐蚀降解速率自动计算的功能，为镁合金植入材料恒温静态降解速率的计算提供了一种稳定可靠的自动装置，为深入研究医用镁合金植入材料的降解速率性能提供了一种全新的自动计算装置，极大地提高了镁合金医用产业化的可能性。为解决上述技术问题，本技术采用如下技术手段：该装置通过气体收集槽来对腐蚀降解产生的氢气进行收集，内部装上水后利用排水法进行收集；量筒是用来对所收集氢气的体积进行测量的，其外表的刻度可人为实时观测所测氢气的体积，内部可放置氢气传感器；氢气传感器放置在量筒上部，其可以实时采集所测氢气的体积，并实时无线传输所测数据给计算机；导气管是用来实现氢气的传输的，源源不断的将腐蚀降解产生的氢气从倒扣漏斗输送到量筒；储液槽用来存储模拟体液，四周可封闭放入恒温反应槽中，并与倒扣漏斗贴合一起，完成试样的腐蚀降解；倒扣漏斗与储液槽贴合一起，上面与导气管精密结合，其内部可存放试样；试样存放与倒扣漏斗内的试样支撑架上；反应槽是整个装置的框架，内部存储恒温蒸馏水，上部连接支撑板，并提供氢气收集装置与恒温装置的连接孔；连接孔存在于反应槽上面，可通过导气管；支撑板是反应槽的上重点支撑部位，上部可放置装置的诸多零件；计算机可通过无线传输技术与氢气传感器连接，并利用计算机上的软件及编程的计算程序对无线传输收集的数据进行自动处理与计算；通过控制线与继电器、变压器、加热器、搅拌棍及电机实现连接，继电器左边通过控制线与计算机连接、右边与温度传感器连接，将温度传感器检测的实时温度通过控制线经继电器进而再通过控制线实时传输给计算机，完成恒温槽内温度的采集与传输；继电器还通过控制线与变压器连接，而变压器又通过控制线与加热器连接，对加热器进行调节供电，通过计算机对温度传感器检测的实时温度进行处理分析后通过控制线经继电器对变压器做出调控操作，进而变压器通过控制线对加热器的加热功率进行调控，以维持恒定温度；变压器通过控制线串联在继电器与加热器之间的，稳定了加热器的电压，提高了恒温的效果及精度；温度计插入反应槽内部，实时显示反应槽内部恒温蒸馏水的温度，起到恒温水实时温度的对比参照作用；温度传感器实时检测反应槽内部恒温蒸馏水的温度，并通过控制线经继电器与计算机连接，实时传输温度数据；贝克曼温度计也对反应槽内部蒸馏水的温度进行高精度测量，实现温度的实时数字化显示；加热器通过控制线经变压器与继电器连接，而继电器又与计算机连接，进而实现计算机对恒温蒸馏水的温度加热控制；锥齿轮是连接在电机上和固定在支撑板上的，通过电机带动锥齿轮转动，再通过锥齿轮之间的配合实现另一个锥齿轮的旋转，进一步完成搅拌棍的搅拌；搅拌棍是与锥齿轮连接同轴旋转的，对反应槽内蒸馏水起搅拌均匀作用；电机是搅拌棍的动力来源，通过控制线与计算机连接，完成计算机对其转速的调控，其外部接通电源，再通过锥齿轮传动完成对搅拌棍动力本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.医用镁合金植入材料体外恒温静态降解速率自动计算装置，其特征在于：包括气体收集装置和降解反应装置、数据处理装置；/n所述的气体收集装置包括装水的气体收集槽(2)，量筒(5)置于气体收集槽(2)，量筒(5)下端通过气体导管(10)连通贴合在储液槽(13)底部的倒扣漏斗(15)，倒扣漏斗(15)内装有试样支撑架(17)，试样支撑架(17)上放置试样(16)，储液槽(13)放置在反应槽(18)内的温水中；量筒(5)上端被氢气传感器保护盖(8)密封，氢气传感器保护盖(8)设有无线发送装置(9)，实时检测、收集所测氢气量的氢气传感器(7)通过氢气传感器收纳盒(6)设置在量筒(5)上部，氢气传感器(7)的数据输出端连接无线发送装置(9)；/n降解反应装置包括装有温水的反应槽(18)，反应槽(18)上的支撑板(21)上设置有无线数据接收装置(22)、计算机(23)、继电器(25)、变压器(28)、第一温度计(30)、温度传感器(31)、贝克曼温度计(32)、加热器(34)、搅拌棍(39)，搅拌棍(39)通过锥齿轮连接电机(40)；无线数据接收装置(22)和温度传感器(31)的数据输出端均连接计算机(23)；电机(40)和继电器(25)的指令输入端均连接计算机(23)；加热器(34)的控制端连接变压器(28)，变压器(28)的控制端连接继电器(25)；/n数据处理装置包括计算机(23)，计算机(23)的包含计算医用镁合金植入材料体外恒温静态动态降解速率的计算模块，所述的计算模块包含求解降解速率的析氢法算式：/nV＝V1/(S*t)，其中V为试样降解速率，V1为试样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。/n...

【技术特征摘要】
1.医用镁合金植入材料体外恒温静态降解速率自动计算装置，其特征在于：包括气体收集装置和降解反应装置、数据处理装置；
所述的气体收集装置包括装水的气体收集槽(2)，量筒(5)置于气体收集槽(2)，量筒(5)下端通过气体导管(10)连通贴合在储液槽(13)底部的倒扣漏斗(15)，倒扣漏斗(15)内装有试样支撑架(17)，试样支撑架(17)上放置试样(16)，储液槽(13)放置在反应槽(18)内的温水中；量筒(5)上端被氢气传感器保护盖(8)密封，氢气传感器保护盖(8)设有无线发送装置(9)，实时检测、收集所测氢气量的氢气传感器(7)通过氢气传感器收纳盒(6)设置在量筒(5)上部，氢气传感器(7)的数据输出端连接无线发送装置(9)；
降解反应装置包括装有温水的反应槽(18)，反应槽(18)上的支撑板(21)上设置有无线数据接收装置(22)、计算机(23)、继电器(25)、变...

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