[发明专利]人造膝关节半月板冲蚀磨损实验台

说明书

人造膝关节半月板冲蚀磨损实验台，涉及人造器官性能测试领域，包括圆形台架，圆形台架的底部内设有计量泵和集液罐，圆形台架的顶部固定安装有圆形的模拟体液皿，集液罐的出液口经管路与计量泵的一端连通，计量泵的另一端与模拟体液皿连通；模拟体液皿内的底部中心固定安装有安装板，安装板固定在模拟体液皿内的底部端面，人造膝关节半月板固定在安装板上；圆形台架的顶部设有屈曲模拟机构，屈曲模拟机构驱动连接有半月板磨损对偶件夹具，半月板磨损对偶件夹具夹持有半月板磨损对偶件，半月板磨损对偶件的底端与人造膝关节半月板相接触；屈曲模拟机构通过控制系统控制模拟轨迹。

技术领域

本发明涉及人造器官性能测试领域，特别涉及一种人造膝关节半月板冲蚀磨损实验台。

背景技术

人造膝关节半月板植入人体后，随着使用时间的增加，在交变力作用下会发生磨损，骨水泥会产生碎屑。磨损产生的微小磨屑和人造膝关节半月板氧化脆性剥离层在骨腔滑膜液带动下，会在人造膝关节半月板与摩擦对偶骨之间产生流动磨损，进一步增加磨屑。人造膝关节半月板接触区与健康组织之间会因磨屑污染给患者带来二次伤害，导致人造膝关节半月板的使用寿命降低。

为评估人造膝关节半月板的使用寿命，对人造膝关节半月板材料的耐磨性能进行体外检测是非常必要的。

人腿的膝关节具有多自由度运动姿态，且可实现较大角度的屈曲弯折。现有用于检测人造膝关节半月板耐磨性能的实验台多由材料磨损实验机改造而成。这种实验台仅能对人造膝关节半月板进行单自由度运动轨迹下的磨损实验，不能模拟人体膝关节不同体征的实际运动状态，对人造膝关节半月板进行多自由度、大屈曲角度弯折下的冲蚀磨损实验，实验结果不够准确可靠。

现有技术中，《关节软骨模拟运动摩擦磨损行为研究》，摩擦学学报,2011,31(01):30-35，和《人工膝关节模拟试验机及其生物摩擦学性能评价研究进展》，摩擦学学报,2009,29(05):481-488，给出了一款关节软骨模拟运动摩擦磨损试验机，该试验机可以模拟人体膝关节运动的内外旋、屈曲-伸直、前后移位运动,以及1个纵向挤压加载运动和内外翻运动。该试验机运动方式采用凸轮机构和连杆机构实现，纵向挤压加载采用伺服电动缸对胫骨假体施加。该类型试验机结构较为复杂，通过凸轮、同步带轮系及连杆机构将加大其控制难度，膝关节在不同模拟运动形式下的运动参数发生变化时，往往需要通过调整凸轮结构形状尺寸、带轮传动比、连杆机构长短等来实现关节位移曲线的控制，可操作性较差。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明涉及一种人造膝关节半月板冲蚀磨损实验台，为解决对人造膝关节半月板冲蚀磨损实验不能模拟人体膝关节不同体征的实际运动状态、自由度少、屈曲角度小，导致实验结果不够准确可靠的问题。

本发明设计提供的人造膝关节半月板冲蚀磨损实验台，包括圆形台架，圆形台架的底部为镂空圆筒形壳体，圆形台架的底部内设有计量泵和集液罐，集液罐固定在地面上，计量泵固定连接在集液罐的顶部；

圆形台架的顶部固定安装有圆形的模拟体液皿，模拟体液皿的侧壁上设有沿圆周方向均布的5个安装孔，5个安装孔分别为第一安装孔、第二安装孔、第三安装孔、第四安装孔和第五安装孔，第四安装孔上安装有加热管件，集液罐设有出液口和入液口，集液罐的入液口通过管路与模拟体液皿上的第一安装孔连通，集液罐的出液口经管路与计量泵的一端连通，计量泵的另一端与模拟体液皿上的第二安装孔连通；

模拟体液皿内的底部中心固定安装有安装板，安装板固定在模拟体液皿内的底部端面，人造膝关节半月板固定在安装板上；

圆形台架的顶部设有屈曲模拟机构，屈曲模拟机构驱动连接有半月板磨损对偶件夹具，半月板磨损对偶件夹具夹持有半月板磨损对偶件，半月板磨损对偶件的底端与人造膝关节半月板相接触；