[發明專利]一種脊柱的加載系統及方法

有效

• 申請號: 202211298567.2
• 申請日: 2022-10-24
• 公開（公告）號: CN115372151B
• 公開（公告）日: 2023-01-31
• 發明（設計）人: 朱立國;展嘉文;馮敏山;于杰;王尚全;魏戌;陳明;莊明輝
• 申請（專利權）人: 中國中醫科學院望京醫院(中國中醫科學院骨傷科研究所)
• 主分類號: G01N3/08
• 分類號: G01N3/08;G01N3/02
• 代理公司: 天津合志慧知識產權代理事務所(普通合伙) 12219
• 代理人: 張勇

本發明涉及醫療設備技術領域，特別涉及一種脊柱的加載系統及方法。在該裝置中，培養箱收容有脊柱的力加載機構，力加載設置有培養皿，培養皿用于收容脊柱，保存箱收容有用于盛裝培養液的儲存容器，進液泵通過管路分別與儲存容器和培養皿連通，出液泵的一端通過管路與培養皿的底部連通，另一端通過管路與外部的廢液箱或儲存容器連通，在力加載機構中，框體包括兩個導柱以及第一平板、第二平板、第三平板和第四平板，脊柱的上端和下端分別固定于第一安裝座和第二安裝座；軸向加載機構用于對第一安裝座施加沿脊柱的軸向的作用力，以對脊柱進行軸向加載；周向加載機構用于對第一安裝座施加沿脊柱的周向的作用力，以對脊柱進行周向加載。

技術領域

本發明涉及醫療設備技術領域，尤其涉及一種脊柱的加載系統及方法。

背景技術

力學載荷對于維持骨骼的結構和功能至關重要。骨組織對其所處力學環境具有適應性，當骨組織所受力學載荷降低時，發生骨質流失，骨組織結構強度降低，從而使骨骼整體力學性能下降。

相關技術中，通常以脊柱為研究對象來進行力學特性的研究。相關技術大多研究的是脊柱的軸向加載，這不利于對脊柱的整體力學特性的研究。而且，相關技術是將脊柱容置于充滿培養液的培養皿中，并對離體培養的脊柱施加外力，以研究外力對椎間盤組織的影響。上述方案需要工作人員手持注射器將培養液從儲存容器中抽出，然后將注射器中的培養液由培養皿的培養液注入口注入到培養皿中，實驗完成后再利用注射器將培養液從培養皿中抽出。顯然，該方案在對培養液轉移的過程中可能會造成培養液的污染。

基于此，目前亟待需要一種脊柱的加載系統及方法來解決上述技術問題。

發明內容

本發明提供了一種脊柱的加載系統及方法，能夠實現對脊柱的整體力學特性的研究以及避免在對培養液轉移的過程中造成培養液的污染。

第一方面，本發明實施例提供了一種脊柱的加載系統，包括：

培養箱，內部收容有脊柱的力加載機構，所述力加載機構設置有具有開口的培養皿，所述培養皿用于收容脊柱，所述培養箱用于提供恒溫和恒濕的環境；

保存箱，內部收容有用于盛裝培養液的儲存容器，所述保存箱用于提供所述培養液的保存溫度的環境；

進液泵，兩端通過管路分別與所述儲存容器和所述培養皿連通，用于將所述儲存容器中的培養液輸送到所述培養皿中；

出液泵，一端通過管路與所述培養皿的底部連通，另一端通過管路與外部的廢液箱或所述儲存容器連通，用于將所述培養皿中的培養液輸送到所述廢液箱或所述儲存容器中；

所述力加載機構，包括：

框體，包括沿脊柱的軸向延伸的兩個導柱以及沿脊柱的軸向由上至下依次設置的第一平板、第二平板、第三平板和第四平板，所述第一平板和所述第四平板均與所述導柱固定，所述第二平板和所述第三平板固定連接，所述第二平板和所述第三平板均可共同沿所述導柱向上或向下移動；

軸向加載機構，固定于所述第一平板上；

周向加載機構，設置于所述第二平板和所述第三平板之間；

所述脊柱的上端和下端分別固定于第一安裝座和第二安裝座，所述第一安裝座與所述第三平板轉動連接，所述第一安裝座可產生沿所述脊柱的周向的轉動，所述第二安裝座與所述第四平板固定；

所述軸向加載機構用于對所述第一安裝座施加沿所述脊柱的軸向的作用力，以對所述脊柱進行軸向加載；

所述周向加載機構用于對所述第一安裝座施加沿所述脊柱的周向的作用力，以對所述脊柱進行周向加載。

第二方面，本發明實施例提供了一種脊柱的加載方法，基于上述任一項實施例所述的脊柱的加載系統，所述方法包括：