[发明专利]生物反应与软组织力学多功能测试一体仪

说明书

本发明公开了一种生物反应与软组织力学多功能测试一体仪，它包括拉伸装置、挤压装置、剪切装置和样品放置槽，样品放置槽用于放置测试样品，还用于作为制备样品的生物反应容器；拉伸装置包括至少两个沿不同方向移动设置的拉伸模块、驱动拉伸模块移动的至少两个电机、至少两个第一压力传感器；挤压装置包括设置在样品放置槽上方且可上下移动的挤压测试头、与挤压测试头相连接并带动挤压测试头在水平方向上移动的调节机构、位移传感器和第二压力传感器；剪切装置包括能够带动剪切片上下移动的调节块、第三压力传感器、用于放置测试样品并能够在水平方向上移动的载物台。本发明采用空间立体布局的方式，将多种测试模式集成在同一测试平台，实现多模态的一体化测试。

技术领域

本发明涉及一种生物反应与软组织力学多功能测试一体仪，属于生物医学工程领域。

背景技术

软组织的力学特性测试是生物医学工程领域的重要方向。现有技术中，进行软组织力学特性测试的仪器存在以下缺点：1.不同生物软组织的结构和物理特性各不相同，需要针对其结构和物理特征在不同形变模态下开展测试，综观现有的软组织测试仪，测试模态较为单一，均针对某一特定软组织设计，或只能开展一种形变模态下的测试，难以对复杂组织进行量化分析；2.不同模态之间测试需要采用不同的测试平台，同一样本不能同时在不同的方向进行拉伸、剪切、挤压测试；3.软组织测试与生物反应器需要在不同平台使用；4.不能对组织的特定边界条件和应力状态下的行为响应进行模拟，难以开展不同预应力条件下的测试。

发明内容

本发明的目的在于提出一种生物反应与软组织力学多功能测试一体仪。

为了达到上述目的，本发明提供了一种技术方案：生物反应与软组织力学多功能测试一体仪，它包括拉伸装置、挤压装置、剪切装置和样品放置槽，

样品放置槽用于放置测试样品，还用于作为制备样品的生物反应容器，或作为样本预应力与边界条件模拟装置；

拉伸装置包括至少两个沿不同方向移动设置的拉伸模块、分别一一对应地驱动拉伸模块移动的至少两个电机、用于在拉伸试验时对应地对拉伸模块进行力测量的至少两个第一压力传感器，至少两个拉伸模块围绕样品放置槽设置，每个拉伸模块上具有与测试样品可脱离地相连接的连接部；

挤压装置包括设置在样品放置槽上方且可上下移动的挤压测试头、与挤压测试头相连接并带动挤压测试头在水平方向上移动的调节机构、用于在挤压试验时对挤压测试头进行距离测量和力测量的位移传感器和第二压力传感器；

剪切装置包括能够调节剪切板上下移动适应不同测试样本厚度的调节块、用于在剪切试验时对剪切力进行测量的第三压力传感器、用于放置测试样品并能够在水平方向上移动的载物台，载物台具有至少四种安装状态，至少四种安装状态包括水平安装的第一状态、相对第一状态在水平面上旋转90°的第二状态、相对第一状态在水平面上旋转180°的第三状态、相对第一状态在水平面上旋转270°的第四状态。

进一步地，连接部可脱离地夹紧测试样品。

进一步地，拉伸模块至少有两对，其中一对相互对称设置且移动方向均为沿左右方向，另外一对相互对称设置且移动方向均为沿前后方向。

进一步地，样品放置槽具有四个分别向前、后、左、右方向延伸的延伸部，使样品放置槽呈十字形。

更进一步地，两对拉伸模块分别对应地设置在四个延伸部的上方。

进一步地，调节机构包括固定设置的支撑架、可前后移动地设置在支撑架上的丝杠、可左右移动地连接在丝杠上的滑动部件，挤压测试头可沿上下方向移动地连接在滑动部件的下方。

更进一步地，丝杠通过调节手柄来调整丝杠的移动位置。

进一步地，载物台通过一个电机驱动其移动。