本实用新型专利技术涉及一种骨科植入体在体拉力加载实验装置，包括：固定骨板，在所述固定骨板上设置有植入孔和骨钉固定孔；植入体模型，所述植入体模型卡装在所述植入孔内；在所述植入体模型内设置有力传导孔，所述力传导孔的开口位于植入体模型的顶端面上；在所述力传导孔内放置有传力柱，所述传力柱的顶端延伸出所述力传导孔的开口；加载旋钮，通过螺纹安装在所述植入孔内，所述加载旋钮的底面与所述传力柱的顶面相抵触。在实验时只需要在实验对象皮质骨一侧钻一个孔就可以安装，不需要贯穿整个骨头即可实现拉伸载荷的施加，降低了实验对象骨折以及感染的发生率。以及感染的发生率。以及感染的发生率。
【技术实现步骤摘要】
骨科植入体在体拉力加载实验装置
[0001]本技术属于骨科植入器械相关领域，特别涉及一种骨科植入体在体拉力加载实验装置。
技术介绍
[0002]骨细胞是力敏感细胞，它会感知周围的力学环境调控骨生长、骨修复与重建等生理过程。骨科植入体可以用来修复、补充及替代人体骨骼，治疗骨科疾病，以维持人体正常生命活动，在临床上应用广泛。植入体在进入人体后，在日常生活中的生理载荷作用下，时刻都处于力学环境中。植入体与周围骨组织紧密接触，在植入体与骨组织接触界面上存在力的相互作用，为周围骨组织提供力学刺激。因此研究植入体在体环境中，在生理载荷作用下对周围骨组织的力学刺激，以及在力学刺激对骨生长、发育、损伤与修复等生理、病理过程的影响对于植入体设计、疾病治疗等至关重要。要深入了解植入体在体在生理载荷作用下对周围骨组织改重建的影响，需要建立动物实验模型，而搭建植入体在体力学加载装置以实现生理载荷的再现是实验研究的基础保障。
[0003]植入体在体内会受到复杂载荷的作用，如压缩、拉伸、弯曲、扭转和拉压弯扭复合载荷的作用，目前已有植入体在体加载装置主要是实现对植入体的压缩、弯曲载荷的加载。如通过在外部使用螺杆旋转植入体，可向植入体施加扭转载荷，通过在植入体的体外部分施加侧方推力，可施加弯曲载荷，通过挤压植入体，可施加压缩载荷。但是现有技术尚缺少对于在体的植入体实现拉伸载荷的加载装置，植入体进入骨组织后，固然可以通过对其深入骨内的一端进行固定，再对其外端施加拉力完成拉伸，但这种方式下其位于骨内一端的固定则必然要使用到贯穿骨的固定钉，这无疑会增加实验对象骨折以及发生感染的风险，进而导致试验失败，因而难以满足实验研究的需求。
技术实现思路
[0004]本申请解决的是现有技术中的植入体在体加载装置无法实现拉伸载荷的加载，难以满足实验研究需求的技术问题，进而提供中能够对植入体施加大小可调、模式可设置的拉伸载荷，可以弥补现有骨植入体在体加载载荷形式单一问题的骨科植入体在体拉力加载实验装置，本申请同时提供了使用所述加载装置进行实验的方法。
[0005]本技术解决上述技术问题采用的技术方法为：
[0006]一种骨科植入体在体拉力加载实验装置，包括：
[0007]固定骨板，在所述固定骨板上设置有植入孔和骨钉固定孔；
[0008]植入体模型，所述植入体模型卡装在所述植入孔内；在所述植入体模型内设置有力传导孔，所述力传导孔的开口位于植入体模型的顶端面上；在所述力传导孔内放置有传力柱，所述传力柱的顶端延伸出所述力传导孔的开口；
[0009]加载旋钮，通过螺纹安装在所述植入孔内，所述加载旋钮的底面与所述传力柱的顶面相抵触。
[0010]所述植入体模型的顶端外壁为由上向下逐渐向内倾斜的斜面，形成截面为圆台形的顶端；在所述植入孔的底端设置有斜面台阶，所述植入体模型的顶端外缘卡装在所述斜面台阶上。
[0011]在所述植入孔的内壁上设置有限位槽，在所述植入体模型的外壁上设置有限位块，所述限位块位于所述限位槽内，限制所述植入体模型的轴向旋转。
[0012]在所述加载旋钮的顶面上设置有旋钮凹槽。
[0013]所述旋钮凹槽为十字或者一字凹槽。
[0014]还包括辅助装置，所述辅助装置包括用于拧动所述旋钮凹槽的螺丝刀。
[0015]所述辅助装置包括：角度套筒，所述角度套筒设置有中空通道，在所述角度套筒上设置有刻度线；螺丝刀，安装在所述角度套筒的中空通道内，适宜相对于所述角度套筒进行旋转，所述螺丝刀的顶端和底端分别延伸至所述角度套筒的上方和下方。
[0016]在所述角度套筒的外壁上设置有两个限位杆，所述限位杆由所述角度套筒的外壁向外延伸；在所述螺丝刀的外壁上设置有挡杆，所述挡杆延伸至所述两个限位杆之间。
[0017]所述植入体模型为设置有力传导孔的骨科植入体。
[0018]使用所述的骨科植入体在体拉力加载实验装置进行拉力加载实验的方法，其特征在于，将植入体模型置于待测骨中，并将固定骨板固定于待测骨表面，通过旋转所述加载旋钮施加N牛顿的拉伸力，使得植入物在拉伸载荷作用下的变形处于弹性变形阶段，加载旋钮旋转的角度A的计算公式如下：
[0019][0020]其中，其中X为根据植入体模型的力与位移加载曲线计算得到的、施加N牛顿拉伸力时骨钉产生的位移；P为加载旋钮螺纹的螺距。
[0021]本技术所述的骨科植入体在体拉力加载实验装置及实验方法，优点在于：
[0022]本技术所述的骨科植入体在体拉力加载实验装置，其在安装状态下，加载装置固定在骨表面，传力柱分别与植入体模型的力传导孔底面以及加载旋钮的下表面接触，通过旋转加载旋钮使其向下移动可给传力柱施加压力作用，传力柱将压力传递给植入体模型的底部，植入体模型的底部受压力向下移动即可实现对多孔骨钉钉体部分的拉伸载荷加载。在实验时只需要在实验对象皮质骨一侧钻一个孔就可以安装，不需要贯穿整个骨头即可实现拉伸载荷的施加，降低了实验对象骨折以及感染的发生率。同时，可以根据动物实验部位改变固定骨板的形状，使其与皮质骨更加吻合，进一步提高固定效果和装置加载的稳定性。此外本技术加载装置构造简单，易于加工，可用于兔类小型动物、犬类猴类等大型动物以及人体的各部位，应用范围广泛，实验过程简单易操作。
[0023]本技术所述的加载实验装置中，被加载的植入体适用范围广，植入体不受材料、形状的限制，可以为普通中空结构，也可以为多孔中空结构。基于本技术所述的加载实验装置的载荷类型以及大小可调，既可以对实验动物骨植入体施加静态拉力，也可以施加动态拉力，同时可以根据需要在植入动物体内后不同时间点改变拉力的大小。且本技术所述的实验装置施加载荷的范围很大，以多孔骨钉植入实验为例，根据中空多孔骨钉的力学响应特征，施加的拉伸载荷可以为几牛顿，也可以为几十牛顿甚至上百牛顿。
[0024]作为优选的实施方式，本技术所述的骨科植入体在体拉力加载实验装置，提
供了提高加载精度的措施，本技术中固定骨板的限位槽与植入体模型的限位块相吻合，可以防止加载时造成中空多孔骨钉的转动；同时，所述植入体模型的顶端外壁设置为由上向下逐渐向内倾斜的斜面，形成一个圆台形，在所述固定骨板的植入孔的底端设置有斜面台阶，所述植入体模型的顶端外壁卡装在所述斜面台阶上。两者配合可以使中空多孔骨钉在受力时避免向下发生移动从而影响加载精度。
[0025]本技术所述的骨科植入体在体拉力加载实验装置，设置了所述辅助加载装置，从而提升操作的便利性。作为可选择的实施方式，所述辅助加载装置即可为手动控制装置，也可为电动控制的、可控制载荷大小和加载频率的智能装置。
[0026]为使本技术所述的骨科植入体在体拉力加载装置及记载方法的技术方案更加清楚明白，以下结合附图和具体实施方式，对本技术进行进一步说明。
附图说明
[0027]如图1所示为本技术所述骨科植入体在体拉力加载实验装置的立体图；
[0028]本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种骨科植入体在体拉力加载实验装置，其特征在于，包括：固定骨板，在所述固定骨板上设置有植入孔和骨钉固定孔；植入体模型，所述植入体模型卡装在所述植入孔内；在所述植入体模型内设置有力传导孔，所述力传导孔的开口位于植入体模型的顶端面上；在所述力传导孔内放置有传力柱，所述传力柱的顶端延伸出所述力传导孔的开口；加载旋钮，通过螺纹安装在所述植入孔内，所述加载旋钮的底面与所述传力柱的顶面相抵触。2.根据权利要求1所述的骨科植入体在体拉力加载实验装置，其特征在于，所述植入体模型的顶端外壁为由上向下逐渐向内倾斜的斜面，形成截面为圆台形的顶端；在所述植入孔的底端设置有斜面台阶，所述植入体模型的顶端外缘卡装在所述斜面台阶上。3.根据权利要求2所述的骨科植入体在体拉力加载实验装置，其特征在于，在所述植入孔的内壁上设置有限位槽，在所述植入体模型的外壁上设置有限位块，所述限位块位于所述限位槽内，限制所述植入体模型的轴向旋转。4.根据权利要求3所述的骨科植入体在体拉力加载实验装置，其特征在于，在所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：王丽珍，姚艳，袁浩，樊瑜波，黄慧雯，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：新型
国别省市：
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