[发明专利]用于椎间盘仿生培养的均匀施力装置

说明书

技术领域

本发明涉及椎间盘仿生培养领域，特别是涉及一种用于椎间盘仿生培养的均匀施力装置。

背景技术

椎间盘是位于人体脊柱两椎体之间，由软骨板、纤维环、髓核组成的一个密封体。椎间盘既坚韧，又富弹性，承受压力时被压缩，除去压力后又复原，具有“弹性垫”一样的作用，可缓冲外力对脊柱的震荡，也可增加脊柱的运动幅度。人体的23个椎间盘厚薄不一，中胸部的较薄，颈部的较厚，腰部的最厚。颈腰部的椎间盘前厚后薄，胸部的则与此相反。椎间盘的厚薄和大小因年龄而有差异。

现有的用于椎间盘仿生培养的应力施加的方式主要有两种：一种是使用流体静力压对椎间盘进行施压。这种方式虽然有较广的施力范围，并且可以和椎间盘的不规则的表面均匀接触，保证了椎间盘的受力均匀。但是由于动物体内椎间盘所受到的压应力是以机械接触的压力进行施加的，所以流体静力压并不能达到仿生的目的。另外，由于流体的流动性和粘滞性的特点，以流体静力压进行施力不能模拟椎间盘原位的动态力加载。另一种是使用轴向压应力对椎间盘进行施压，这种方式可以仿生模拟椎间盘在体内受力的情况，亦可通过编程来实现动态力的加载。但是由于椎间盘形态不规则，表面不平整光滑，而过去的轴向应力施加装置施加盘都是具有较高刚性的平板结构，导致了这一类施力装置不能很好的契合椎间盘的表面，导致椎间盘受力不均匀，有碍于实验研究。椎间盘仿生培养需要培养的椎间盘可以处在完全模拟椎间盘在体内的生理状态之中，以促进体外培养的椎间盘的结构完整和功能成熟。脊柱是身体的支柱，具有支撑上半身重量、缓冲震荡的作用，而椎间盘位于脊柱内的椎体之间，椎间盘既坚韧，又富弹性，可缓冲外力对脊柱的震荡，所以椎间盘的生物力学特性决定了研究椎间盘应特别注意体外培养的椎间盘的力学情况。在仿生培养椎间盘时更需要椎间盘受到的压力均匀，并且压力值应与体内受力情况相仿。鉴于目前用于椎间盘仿生培养应力施加装置，不能同时实现均匀施力和轴向施力，显然不能实现真正的模拟椎间盘生理应力环境，因此现有的体外椎间盘仿生培养中，还没有能够模拟椎间盘生理应力环境的装置，故对椎间盘体外仿生培养的促进作用有限，不能适应其研究的要求，改良设计用于体内椎间盘体外仿生培养特别是椎间盘体外仿生培养的，在应力施加上模拟生理应力环境的装置成为近年来椎间盘工程技术研究的热点。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种用于椎间盘仿生培养的均匀施力装置，它可以对椎间盘的不规则表面无缝隙的契合，并模拟椎间盘在人体内的生理环境。

本发明的目的是这样实现的：

一种用于椎间盘仿生培养的均匀施力装置，包括用于支承椎间盘的装置和两个压力传递装置，所述用于支承椎间盘的装置的上部为圆筒，下部为支承座，支承座上设有若干轴向通孔与圆筒的筒腔贯通，两个压力传递装置分上下放置在圆筒的筒腔内，上、下压力传递装置之间的间隙为放置椎间盘的位置，上、下压力传递装置分别包括透水的柔性材料制作的封口袋，封口袋内装有若干由硬质材料制作的圆球体，各圆球体的直径为0.3～1.5mm。

所述支承座与下压力传递装置之间设有透水的柔性材料制作的透液层。

所述封口袋的材料为无纺布。

所述圆球体为钢球。

所述上、下压力传递装置均为圆柱形，下压力传递装置的直径等于圆筒的内径，上压力传递装置的直径大于下压力传递装置的直径。

所述支承座外周面为阶梯形，支承座的大径端与圆筒连接，所述若干轴向通孔设于支承座中径端的环形端面上，各轴向通孔贯穿支承座的大径端、中径端，支承座的小径端为实心。

所述圆筒、支承座成型为一体。

所述圆筒、支承座分别成型，支承座上设有用于对圆筒径向定位的阶梯，圆筒径向定位于该阶梯。