[發(fā)明專利]液氮制冷型夾具以及生物力學(xué)測定設(shè)備

在審

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• 申請日: 2017-12-18
• 公開（公告）號(hào): CN107966361A
• 公開（公告）日: 2018-04-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 宋越;鄭晶晶
• 申請（專利權(quán)）人: 宋越
• 主分類號(hào): G01N3/04
• 分類號(hào): G01N3/04
• 代理公司: 北京超凡志成知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙)11371
• 代理人: 孫輝

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及生物力學(xué)測試儀器，具體而言，涉及一種液氮制冷型夾具以及生物力學(xué)測定設(shè)備。

背景技術(shù)

肌腱和韌帶的功能是把力從肌肉傳遞到骨，并限制關(guān)節(jié)在一定范圍內(nèi)活動(dòng)，增加關(guān)節(jié)的穩(wěn)定性。創(chuàng)傷、過度運(yùn)動(dòng)、腫瘤等均可造成肌腱和韌帶的損傷。為了更好地保留關(guān)節(jié)功能，提高病人生存質(zhì)量，對于局部損傷或缺失的肌腱和韌帶的重建是十分必要的。人們在采用自體、同種異體或人工肌腱、韌帶移植修復(fù)組織缺損時(shí)需要對受試材料進(jìn)行生物力學(xué)性能測定。由于正常肌腱和韌帶富含的膠原纖維最大載荷值較高，且其具有粘彈性特征，因此傳統(tǒng)方法在固定肌腱和韌帶時(shí)多采用金屬夾具鉗夾固定，或采用邊緣縫合法來固定生物樣本，實(shí)踐證實(shí)上述方法極易造成鉗夾及縫合部位生物組織的滑脫和形變；且由于鉗夾固定處應(yīng)力集中，易引起生物組織發(fā)生超前斷裂，無法準(zhǔn)確測定出由于實(shí)驗(yàn)處理因素所造成的生物組織力學(xué)性能改變，嚴(yán)重影響了測定結(jié)果的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性。怎樣有效固定肌腱或韌帶并準(zhǔn)確檢測生物組織的力學(xué)性質(zhì)，目前亟待一種可靠地夾持裝置。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種液氮制冷型夾具，其能夠有效牢固的固定生物組織，避免對生物組織造成損害，測試結(jié)果能夠準(zhǔn)確反映出生理?xiàng)l件下生物樣本的力學(xué)特性。

本發(fā)明的另一目的在于提供一種以及生物力學(xué)測定設(shè)備，其能夠有效對生物組織進(jìn)行夾持和固定，并測定其力學(xué)特性，測試結(jié)果準(zhǔn)確。

本發(fā)明的實(shí)施例是這樣實(shí)現(xiàn)的：

一種液氮制冷型夾具，其包括夾具本體，夾具本體的一端為組織固定面，夾具本體包括能相互對合的第一半夾件和第二半夾件，第一半夾件和/或第二半夾件的外壁設(shè)置有中空無蓋且用于容納液氮的液氮槽，液氮槽的側(cè)面與第一半夾件和/或第二半夾件的外壁貼合。

可選地，在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式中，上述液氮槽為中空三棱柱形，優(yōu)選地，液氮槽為中空直角三棱柱形。

可選地，在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式中，上述第一半夾件的內(nèi)壁開設(shè)有貫穿組織固定面的第一通道，第一通道遠(yuǎn)離組織固定面的一端沿著第一半夾件的內(nèi)部延伸，第二半夾件的內(nèi)壁開設(shè)有貫穿組織固定面的第二通道，第二通道遠(yuǎn)離組織固定面的一端沿著第二半夾件的內(nèi)部延伸，第一通道和第二通道對合形成夾持通道。

可選地，在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式中，上述第一半夾件的內(nèi)壁開設(shè)有第一凹槽，第一通道遠(yuǎn)離組織固定面的一端與第一凹槽連通，第二半夾件的內(nèi)壁開設(shè)有第二凹槽，第二通道遠(yuǎn)離組織固定面的一端與第二凹槽連通，第一凹槽和第二凹槽對合形成中空槽。

可選地，在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式中，上述夾持通道和中空槽均為圓柱形空腔，夾持通道和中空槽的軸心線垂直。

可選地，在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式中，上述第一半夾件和/或第二半夾件的內(nèi)壁和外壁之間設(shè)置有容水腔，容水腔開設(shè)有多個(gè)分流孔，多個(gè)分流孔連通容水腔和中空槽。

可選地，在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式中，上述容水腔包括第一分布腔、第二分布腔以及連接腔，第一分布腔位于第二分布腔的上方，連接腔的兩端分別與第一分布腔和第二分布腔連通。

可選地，在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式中，上述夾具本體遠(yuǎn)離組織固定面的一端為安裝固定面，安裝固定面上連接有安裝板，安裝板連接至第一半夾件或第二半夾件。

可選地，在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式中，上述夾具本體為兩個(gè)，分別為第一夾具和第二夾具，第一夾具的液氮槽的開口端靠近第一夾具的固定安裝面，第二夾具的液氮槽的開口端靠近第二夾具的組織固定面。

一種生物力學(xué)測定設(shè)備，其包括試驗(yàn)機(jī)架以及上述液氮制冷型夾具，液氮制冷型夾具與試驗(yàn)機(jī)架連接。

本發(fā)明實(shí)施例的有益效果是：

1、本實(shí)施例提供的液氮制冷型夾具采用液氮冷凍法固定受試樣本兩端，通過液氮制冷型夾具傳遞低溫使夾具內(nèi)的生物組織硬化，消除了傳統(tǒng)單純鉗夾法由于固定處應(yīng)力集中對組織造成形變和機(jī)械損傷的缺陷，有效地避免了樣本滑脫及超前斷裂的弊端。

2、本發(fā)明液氮制冷型夾具適用于對生物組織的力學(xué)拉伸測試，尤其適用于自身具有粘彈性且最大載荷高的組織，包括單純的肌腱、韌帶，以及帶有肌肉端或帶有骨端的肌腱或韌帶生物樣本。

3、本發(fā)明液氮制冷型夾具對組織牢固固定后可方便地根據(jù)受試組織的生物力學(xué)特性設(shè)定力學(xué)試驗(yàn)機(jī)測試參數(shù)，使測定各項(xiàng)生物力學(xué)的精準(zhǔn)度得到保證。

4、本發(fā)明液氮制冷型夾具結(jié)構(gòu)簡單、制作簡便、操作方便，可自行拆卸組裝，體積小。

附圖說明