[發明專利]生物反應與軟組織力學多功能測試一體儀

有效

• 申請號: 201711127119.5
• 申請日: 2017-11-15
• 公開（公告）號: CN107941613B
• 公開（公告）日: 2020-10-09
• 發明（設計）人: 馮原;黃瓏
• 申請（專利權）人: 馮原;黃瓏
• 主分類號: G01N3/08
• 分類號: G01N3/08;G01N3/24
• 代理公司: 蘇州市中南偉業知識產權代理事務所(普通合伙) 32257
• 代理人: 楊慧林

本發明公開了一種生物反應與軟組織力學多功能測試一體儀，它包括拉伸裝置、擠壓裝置、剪切裝置和樣品放置槽，樣品放置槽用于放置測試樣品，還用于作為制備樣品的生物反應容器；拉伸裝置包括至少兩個沿不同方向移動設置的拉伸模塊、驅動拉伸模塊移動的至少兩個電機、至少兩個第一壓力傳感器；擠壓裝置包括設置在樣品放置槽上方且可上下移動的擠壓測試頭、與擠壓測試頭相連接并帶動擠壓測試頭在水平方向上移動的調節機構、位移傳感器和第二壓力傳感器；剪切裝置包括能夠帶動剪切片上下移動的調節塊、第三壓力傳感器、用于放置測試樣品并能夠在水平方向上移動的載物臺。本發明采用空間立體布局的方式，將多種測試模式集成在同一測試平臺，實現多模態的一體化測試。

技術領域

本發明涉及一種生物反應與軟組織力學多功能測試一體儀，屬于生物醫學工程領域。

背景技術

軟組織的力學特性測試是生物醫學工程領域的重要方向。現有技術中，進行軟組織力學特性測試的儀器存在以下缺點：1.不同生物軟組織的結構和物理特性各不相同，需要針對其結構和物理特征在不同形變模態下開展測試，綜觀現有的軟組織測試儀，測試模態較為單一，均針對某一特定軟組織設計，或只能開展一種形變模態下的測試，難以對復雜組織進行量化分析；2.不同模態之間測試需要采用不同的測試平臺，同一樣本不能同時在不同的方向進行拉伸、剪切、擠壓測試；3.軟組織測試與生物反應器需要在不同平臺使用；4.不能對組織的特定邊界條件和應力狀態下的行為響應進行模擬，難以開展不同預應力條件下的測試。

發明內容

本發明的目的在于提出一種生物反應與軟組織力學多功能測試一體儀。

為了達到上述目的，本發明提供了一種技術方案：生物反應與軟組織力學多功能測試一體儀，它包括拉伸裝置、擠壓裝置、剪切裝置和樣品放置槽，

樣品放置槽用于放置測試樣品，還用于作為制備樣品的生物反應容器，或作為樣本預應力與邊界條件模擬裝置；

拉伸裝置包括至少兩個沿不同方向移動設置的拉伸模塊、分別一一對應地驅動拉伸模塊移動的至少兩個電機、用于在拉伸試驗時對應地對拉伸模塊進行力測量的至少兩個第一壓力傳感器，至少兩個拉伸模塊圍繞樣品放置槽設置，每個拉伸模塊上具有與測試樣品可脫離地相連接的連接部；

擠壓裝置包括設置在樣品放置槽上方且可上下移動的擠壓測試頭、與擠壓測試頭相連接并帶動擠壓測試頭在水平方向上移動的調節機構、用于在擠壓試驗時對擠壓測試頭進行距離測量和力測量的位移傳感器和第二壓力傳感器；

剪切裝置包括能夠調節剪切板上下移動適應不同測試樣本厚度的調節塊、用于在剪切試驗時對剪切力進行測量的第三壓力傳感器、用于放置測試樣品并能夠在水平方向上移動的載物臺，載物臺具有至少四種安裝狀態，至少四種安裝狀態包括水平安裝的第一狀態、相對第一狀態在水平面上旋轉90°的第二狀態、相對第一狀態在水平面上旋轉180°的第三狀態、相對第一狀態在水平面上旋轉270°的第四狀態。

進一步地，連接部可脫離地夾緊測試樣品。

進一步地，拉伸模塊至少有兩對，其中一對相互對稱設置且移動方向均為沿左右方向，另外一對相互對稱設置且移動方向均為沿前后方向。

進一步地，樣品放置槽具有四個分別向前、后、左、右方向延伸的延伸部，使樣品放置槽呈十字形。

更進一步地，兩對拉伸模塊分別對應地設置在四個延伸部的上方。

進一步地，調節機構包括固定設置的支撐架、可前后移動地設置在支撐架上的絲杠、可左右移動地連接在絲杠上的滑動部件，擠壓測試頭可沿上下方向移動地連接在滑動部件的下方。

更進一步地，絲杠通過調節手柄來調整絲杠的移動位置。

進一步地，載物臺通過一個電機驅動其移動。