[发明专利]可实时观测牙周膜微观结构变化的剪切试验台

说明书

本发明公开了可实时观测牙周膜微观结构变化的剪切试验台。步进电机和减速器安装在底板上，减速器和立板螺栓固连，减速器的输出轴通过联轴器连接丝杠，丝杠由设置在底板上的BK型滚珠丝杠轴承和BF型滚珠丝杠轴承座支承，丝杠螺纹连接丝杠螺母，丝杠螺母安装在螺母座上，螺母座上的测试台上设有定制压头，底板一端设有横向导轨，滑台和横向导轨滑动连接，滑台上设有夹板，样本通过夹板螺纹紧固在滑台上，丝杠的一侧设有光栅尺，光栅尺的读数头和螺母座螺栓连接，底板上设有观测设备。本发明的有益效果是可对牙周膜试样进行不同加载速率的剪切试验以及剪切力下应力松弛和动态载荷试验，测量精度很高，操作简单。

技术领域

本发明属于口腔生物力学测试技术领域，涉及牙周膜力学性能体外剪切测试试验平台。

背景技术

研究并探明牙周膜的生物力学性能及其影响因素，对于认识口颌系统的生理，指导牙体或牙列缺损的修复及牙齿的矫正，开展与之相关力学性能研究有重要的意义。单轴拉伸、剪切、压缩、体积压缩试验对研究牙周膜生物力学材料特性和粘弹性属性同样重要。牙周膜体外试验多为单轴拉伸试验，剪切试验数据非常稀少，目前尚无专用的牙周膜剪切试验台。其原因不仅在于牙周膜切片样本制作困难，还在于牙周膜不规则的几何外形导致剪切试验难以进行。牙周膜也称牙周韧带，是致密的结缔组织，位于牙根和牙槽骨之间，由细胞、基质和纤维构成，而牙周膜的生物力学性能和牙周膜主纤维有着密不可分的关系，牙周膜主纤维由胶原纤维汇集成粗大的纤维束，并有一定的排列方向，一端埋入牙骨质中，一端埋入牙槽骨，其作用为将牙固定在牙槽窝中，对抗侧方力，保持牙直立，防止牙侧移并限制牙的转动。以往的力学测试试验台在试验中对牙周膜施加一恒定载荷却无法得知牙周膜主纤维的变化，如若主纤维已被拉断而试验未终止，所得到的牙周膜应力-应变曲线的准确性和科学性便有待考量。在试验中对牙周膜进行显微观测并记录图像，可以准确控制试验进程，获得更为科学的试验数据，直观反映不同应力下牙周膜主纤维的变化。因此，开发一种可实时显微观测的在恒定速率下牙周膜剪切测试试验台对科学合理准确的研究牙周膜的生物力学性能具有重要的意义。

发明内容

本发明的目的在于提供可实时观测牙周膜微观结构变化的剪切试验台。

本发明所采用的技术方案是包括步进电机和减速器，步进电机和减速器安装在底板上，减速器和立板螺栓固连，减速器的输出轴通过联轴器连接丝杠，丝杠由设置在底板上的BK型滚珠丝杠轴承和BF型滚珠丝杠轴承座支承，丝杠螺纹连接丝杠螺母，丝杠螺母安装在螺母座上，螺母座上设有测试台，测试台上设有定制压头，在测试台和定制压头之间设有力传感器，力传感器用于测量剪切力，底板一端设有横向导轨，滑台和横向导轨滑动连接，滑台上设有夹板，样本通过夹板螺纹紧固在滑台上，丝杠的一侧设有光栅尺，光栅尺的读数头和螺母座螺栓连接，用于精确测量测试台的位移，底板上设有观测设备，观测设备中的电子显微镜物镜对准牙周膜样本。步进电机外接驱动器，驱动器和力传感器外接电机控制与数据采集计算机。

进一步，丝杠套有滚动轴承，滚动轴承安装在BK型滚珠丝杠轴承上。

本发明的有益效果是可对牙周膜试样进行不同加载速率的剪切试验以及剪切力下应力松弛和动态载荷试验，能够时时显微观测牙周膜主纤维的变化，记录牙周膜在不同应力下的形态，能够直接反映牙周膜应力-应变特性，测量精度很高，操作简单。

附图说明

图1是测试试验台结构示意图；

图2是测试试验台剖视图；

图3是样本结构示意图；

图4是定制压头结构示意图；

图5是样本与压头和夹板位置示意图；

图6是样本固定在夹板上示意图。