[發明專利]用于椎間盤仿生培養的均勻施力裝置

有效

• 申請號: 201310555243.7
• 申請日: 2013-11-11
• 公開（公告）號: CN103550016A
• 公開（公告）日: 2014-02-05
• 發明（設計）人: 周強;甘翼搏;李培;徐源;王浩明;李松濤;李瀚卿;李玉東;宋磊
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍第三軍醫大學第一附屬醫院
• 主分類號: A61F2/44
• 分類號: A61F2/44
• 代理公司: 重慶志合專利事務所 50210
• 代理人: 胡榮琿

技術領域

本發明涉及椎間盤仿生培養領域，特別是涉及一種用于椎間盤仿生培養的均勻施力裝置。

背景技術

椎間盤是位于人體脊柱兩椎體之間，由軟骨板、纖維環、髓核組成的一個密封體。椎間盤既堅韌，又富彈性，承受壓力時被壓縮，除去壓力后又復原，具有“彈性墊”一樣的作用，可緩沖外力對脊柱的震蕩，也可增加脊柱的運動幅度。人體的23個椎間盤厚薄不一，中胸部的較薄，頸部的較厚，腰部的最厚。頸腰部的椎間盤前厚后薄，胸部的則與此相反。椎間盤的厚薄和大小因年齡而有差異。

現有的用于椎間盤仿生培養的應力施加的方式主要有兩種：一種是使用流體靜力壓對椎間盤進行施壓。這種方式雖然有較廣的施力范圍，并且可以和椎間盤的不規則的表面均勻接觸，保證了椎間盤的受力均勻。但是由于動物體內椎間盤所受到的壓應力是以機械接觸的壓力進行施加的，所以流體靜力壓并不能達到仿生的目的。另外，由于流體的流動性和粘滯性的特點，以流體靜力壓進行施力不能模擬椎間盤原位的動態力加載。另一種是使用軸向壓應力對椎間盤進行施壓，這種方式可以仿生模擬椎間盤在體內受力的情況，亦可通過編程來實現動態力的加載。但是由于椎間盤形態不規則，表面不平整光滑，而過去的軸向應力施加裝置施加盤都是具有較高剛性的平板結構，導致了這一類施力裝置不能很好的契合椎間盤的表面，導致椎間盤受力不均勻，有礙于實驗研究。椎間盤仿生培養需要培養的椎間盤可以處在完全模擬椎間盤在體內的生理狀態之中，以促進體外培養的椎間盤的結構完整和功能成熟。脊柱是身體的支柱，具有支撐上半身重量、緩沖震蕩的作用，而椎間盤位于脊柱內的椎體之間，椎間盤既堅韌，又富彈性，可緩沖外力對脊柱的震蕩，所以椎間盤的生物力學特性決定了研究椎間盤應特別注意體外培養的椎間盤的力學情況。在仿生培養椎間盤時更需要椎間盤受到的壓力均勻，并且壓力值應與體內受力情況相仿。鑒于目前用于椎間盤仿生培養應力施加裝置，不能同時實現均勻施力和軸向施力，顯然不能實現真正的模擬椎間盤生理應力環境，因此現有的體外椎間盤仿生培養中，還沒有能夠模擬椎間盤生理應力環境的裝置，故對椎間盤體外仿生培養的促進作用有限，不能適應其研究的要求，改良設計用于體內椎間盤體外仿生培養特別是椎間盤體外仿生培養的，在應力施加上模擬生理應力環境的裝置成為近年來椎間盤工程技術研究的熱點。

發明內容

本發明的目的在于針對現有技術的不足，提供一種用于椎間盤仿生培養的均勻施力裝置，它可以對椎間盤的不規則表面無縫隙的契合，并模擬椎間盤在人體內的生理環境。

本發明的目的是這樣實現的：

一種用于椎間盤仿生培養的均勻施力裝置，包括用于支承椎間盤的裝置和兩個壓力傳遞裝置，所述用于支承椎間盤的裝置的上部為圓筒，下部為支承座，支承座上設有若干軸向通孔與圓筒的筒腔貫通，兩個壓力傳遞裝置分上下放置在圓筒的筒腔內，上、下壓力傳遞裝置之間的間隙為放置椎間盤的位置，上、下壓力傳遞裝置分別包括透水的柔性材料制作的封口袋，封口袋內裝有若干由硬質材料制作的圓球體，各圓球體的直徑為0.3～1.5mm。

所述支承座與下壓力傳遞裝置之間設有透水的柔性材料制作的透液層。

所述封口袋的材料為無紡布。

所述圓球體為鋼球。

所述上、下壓力傳遞裝置均為圓柱形，下壓力傳遞裝置的直徑等于圓筒的內徑，上壓力傳遞裝置的直徑大于下壓力傳遞裝置的直徑。

所述支承座外周面為階梯形，支承座的大徑端與圓筒連接，所述若干軸向通孔設于支承座中徑端的環形端面上，各軸向通孔貫穿支承座的大徑端、中徑端，支承座的小徑端為實心。

所述圓筒、支承座成型為一體。

所述圓筒、支承座分別成型，支承座上設有用于對圓筒徑向定位的階梯，圓筒徑向定位于該階梯。