[发明专利]一种用于骨水泥的疲劳测试系统

说明书

本发明属于人体植入材料力学测试技术领域，公开了一种用于骨水泥的疲劳测试系统，主要包括水浴槽、水箱、蠕动泵、温度控制器、四点弯曲试验台，四点弯曲试验台和矩形条状骨水泥试样置于水浴槽内部，水箱通过蠕动泵对水浴槽进行供水和排水循环，同时温度控制器对水浴槽内的液体进行温度控制，保证试验机可以在(37±1)°液体环境内对矩形条状骨水泥试样进行加载。本发明能够很好地模拟人体恒温温度，保证所测矩形条状骨水泥试样的受力与实际在人体温度环境的变化情况极为接近，测试可靠度显著提高；不仅能够达到精准控温的效果，还能够节约循环液体使用。

技术领域

本发明属于人体植入材料力学测试技术领域，具体的说，是涉及一种用于骨水泥的疲劳测试系统。

背景技术

骨水泥又名丙烯酸粘固剂，是一种骨科手术的医用材料，通常用于注入病变的骨头使骨质变硬，从而达到治疗的目的。随着关节形术的普及，骨水泥的使用量成倍增长。植入后骨水泥的疲劳性能决定骨水泥植入后使用寿命，所以骨水泥疲劳试验是必不可少的。

根据YY/T1429规定，疲劳试验过程中需要模拟人体体液浸泡对矩形条状骨水泥试样疲劳性能影响，采取矩形条状骨水泥试样和四点弯曲试验台将其放入充满Ringer’s溶液的水浴中，直至温度达到(37±1)℃，试验使用弯曲试验仪器、四点弯曲试验台和水浴对矩形条状骨水泥试样循环加载，直至试样断裂或达到预先设定好的循环次数。矩形条状骨水泥试样需要在37°的水浴环境下并配有夹具。

发明内容

本发明旨在解决骨水泥疲劳测试的相关技术问题，提供了一种用于骨水泥的疲劳测试系统，构造简单，使用方便，精准控温，效率高，能够保持在(37±1)°液体环境下进行疲劳试验。

为了解决上述技术问题，本发明通过以下的技术方案予以实现：

本发明提供了一种用于骨水泥的疲劳测试系统，包括四点弯曲试验台；所述四点弯曲试验台置于水浴槽的腔体内，所述水浴槽连接有温度控制器、蠕动泵和水箱；

所述水浴槽包括水浴罩，所述水浴罩侧壁设置有出水口和进水口，并且安装有防水热电偶，所述防水热电偶用于检测所述水浴罩腔体中液体温度；所述水浴罩顶部设置有顶盖，底部安装有连接板；所述连接板上表面与所述四点弯曲试验台固定连接，所述连接板侧部设置有排水孔，所述排水孔贯通至所述水浴槽的腔体，并且所述排水孔外端安装有排水阀；所述连接板内部安装有加热棒，所述加热棒用于对所述水浴槽腔体中液体进行加热；

所述温度控制器具有加热接口和测温接口，所述加热接口与所述加热棒通过导线连接，所述测温接口与所述防水热电偶通过导线连接；所述温度控制器用于接收所述防水热电偶反馈的温度信号，并控制所述加热棒的加热温度，使所述水浴罩腔体中液体温度维持在(37±1)°；

所述蠕动泵包括第一泵头和第二泵头，所述水箱设置有第一连接口、第二接口和第三接口；所述水箱的第一连接口通过所述蠕动泵的第一泵头与所述水浴罩的进水口连接，所述蠕动泵的第一泵头用于将所述水箱中的液体泵入所述水浴罩腔体中；所述水箱的第二连接口通过所述蠕动泵的第二泵头与所述水浴罩的出水口连接，所述蠕动泵的第二泵头用于将所述水浴罩腔体中液体泵入所述水箱中；所述水箱的第三连接口与所述水浴罩的排水阀连接，所述排水阀用于排出所述水浴槽腔体中液体。

进一步地，所述顶盖与所述水浴罩之间设置有定位圈，所述定位圈与所述水浴罩连接固定。

更进一步地，所述顶盖为圆环结构，其上半部分的外径大于下半部分的外径形成外扩部；所述定位圈套装在所述顶盖的下半部分外侧。

更进一步地，所述顶盖设有竖向贯通的安装孔，所述安装孔用于安装热电偶或者液位计；所述顶盖的外扩部底面设置有两个呈180°夹角的内嵌磁块，所述定位圈的上表面环向均匀分布有8-16个内嵌磁块，所述顶盖通过内嵌磁块与所述定位圈吸附固定，并且能够通过旋转所述顶盖调整所述安装孔的方位。

进一步地，所述连接板下部通过增高台与试验机传感器连接。