CN104042353A - 一种等张收缩加力装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种等张收缩加力装置，包括支持部件和固定装置，所述支持部件由连接部件、套管、推簧和内杆组成，所述推簧设置于所述套管内部，所述内杆嵌套入套管内，该套管内设置的推簧对该内杆起到弹性支撑作用，所述连接部件固定于所述套管外侧，所述固定装置与所述支持部件的内杆相连接；所述等张收缩加力装置，体积小，结构简单但应用广泛，可应用于皮肤、骨骼肌和平滑肌等各组织器官，通过巧妙的设计实现了组织器官的等张收缩，为皮肤、骨骼肌和平滑肌等各组织器官的控制性生长提供了可应用工具。

Description

一种等张收缩加力装置

技术领域

本发明涉及一种加力装置，尤其是一种等张收缩加力装置。

背景技术

现阶段，对于肌肉收缩的理论研究十分广泛，对于肌肉收缩的形式主要分为缩短收缩、拉长收缩和等长收缩三种形式，通过对肌肉收缩的系统研究有利于解决一系列与肌肉收缩有关的疾病预防与治疗问题。

近年来，颅颌面肌肉系统在各类错牙合畸形矫治中的重要作用被学者们广泛认知。对于颅颌面肌肉改建机制，以往研究着重于矫治前后咀嚼肌肌力、肌电方面，对于肌细胞改建的生理学变化、肌肉不同收缩方式的分子机制研究关注较少。

虽然四肢骨骼肌不同收缩方式的动物模型已发展较为成熟，往往通过负荷器械可以实现，然而对于咀嚼肌收缩的模型建立，由于肌肉组织发育来源、肌纤维类型、组成的不同，以及颅颌面独特解剖结构对咀嚼肌收缩方式的影响，不能单纯以四肢肌肌纤维收缩机制来概括咀嚼肌，也没有专用的实验装置来建立咀嚼肌动物肌肉收缩模型，而咀嚼肌的特殊结构又无法通过现有的四肢肌的建模装置来实现。因此，对咀嚼肌收缩改建机制的研究中，如何建立稳定、有效的动物模型是面临的一项难题。

此外，申请人通过大量的实验研究发现，不仅肌肉的运动模式，还有例如肠道等脏器以及皮肤甚至细胞等的生长模式，其实都可以全部归纳为等张收缩和等长收缩两类，因此有针对性的建立动物模型或对机体组织进行加力实现其特定的医疗或试验目的是非常重要的，其中如何设计加力装置来普遍实现等张收缩，具有非常重要的临床应用价值。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种等张收缩加力装置。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：

一种等张收缩加力装置，包括支持部件和固定装置，所述支持部件由连接部件、套管、推簧和内杆组成，所述推簧设置于所述套管内部，所述内杆嵌套入套管内，该套管内设置的推簧对该内杆起到弹性支撑作用，所述连接部件固定于所述套管外侧，所述固定装置与所述支持部件的内杆相连接。

优选的，所述等张收缩加力装置，所述固定部件是可以使内杆与待连接物固定的部件。

优选的，所述等张收缩加力装置，所述固定部件为夹持部件、钩挂部件或嵌套部件。

优选的，所述等张收缩加力装置，所述连接部件既可以为活动连接也可以为固定连接。

优选的，所述等张收缩加力装置，所述连接部件为夹持部件、钩挂部件或嵌套部件。

优选的，所述等张收缩加力装置，所述套管、内杆和推簧是可以加长的结构，例如，套管或内杆可通过卡接或螺纹连接等方式将套管或内杆一节节加长，其内部的推簧也可以通过增加新的推簧而使其加长。

一种家兔咀嚼肌等张收缩实验模型用加力装置，包括一对支持部件和固定套环，所述支持部件由螺钉、连接部件、套管、推簧和内杆组成，其中，所述连接部件由固定板和第一弯钩组成，所述第一弯钩与固定板垂直固定，所述固定板上还设置有用于设置螺钉的通孔，所述螺钉通过该通孔与所述连接部件垂直固定，所述套管为中空的圆柱形管，所述推簧设置于该套管内部，所述套管一端管壁的外侧设有第二弯钩，另一端管壁内侧嵌套入内杆，所述套管内的推簧对该内杆起到弹性支撑作用，所述第二弯钩与第一弯钩以钩挂方式连接，所述内杆的未嵌套入套杆一端为第三弯钩，所述固定套环的主体为椭圆环状部件，在该椭圆环状部件长轴两端分别设置有固定圆环或固定手柄，所述固定圆环或固定手柄与内杆的弯钩端以钩挂方式连接。

优选的，所述家兔咀嚼肌等张收缩实验模型用加力装置，所述内杆的长度小于套管的长度，更优选的，内杆的直径略小于套管的直径，若相差过多内杆在套管中的左右侧方晃动会对装置加力产生副作用

优选的，所述家兔咀嚼肌等张收缩实验模型用加力装置，所述固定板为矩形，其尺寸按短边×长边表示为3mm×5mm～4mm×6mm，其厚度为0.4mm。

优选的，所述家兔咀嚼肌等张收缩实验模型用加力装置，所述固定板为倒角矩形，其尺寸按短边×长边表示为3mm×5mm，其厚度为0.4mm。

优选的，所述家兔咀嚼肌等张收缩实验模型用加力装置，所述第一弯钩为对转半圆弯钩。

优选的，所述家兔咀嚼肌等张收缩实验模型用加力装置，所述第一弯钩是由直径1.2mm的不锈钢丝弯制而成的，其长竖直臂长度为2.9mm,水平臂长度为2mm，短竖直臂长度为1.5mm。

优选的，所述家兔咀嚼肌等张收缩实验模型用加力装置，所述第一弯钩的长竖直臂上与水平臂交角下方约0.5mm处固定有金属球作为阻挡组件，用来防止套管上的第二弯钩滑落至第一弯钩的长竖直臂的根部。

优选的，所述家兔咀嚼肌等张收缩实验模型用加力装置，所述套管为不锈钢材质，其长度为30mm，内径为1.4mm，外径2.0mm。

优选的，所述家兔咀嚼肌等张收缩实验模型用加力装置，所述套管上第二弯钩是由直径1.0mm的不锈钢丝弯制而成的180°弯钩，弯曲直径1.3mm。

优选的，所述家兔咀嚼肌等张收缩实验模型用加力装置，所述内杆为不锈钢材质，其长度为20mm，其端部的第三弯钩为设有开口的圆环形状，所述第三弯钩内径为3.8mm，其开口处位于内杆延长线上，其圆环形状整体位于内杆延长线同一侧。

优选的，所述家兔咀嚼肌等张收缩实验模型用加力装置，所述推簧为镍钛推簧。

优选的，所述家兔咀嚼肌等张收缩实验模型用加力装置，所述推簧的长度为15mm，其弹簧丝直径为0.012in(1in＝25.4mm)。

优选的，所述家兔咀嚼肌等张收缩实验模型用加力装置，所述固定套环为不锈钢材质，其主体的椭圆环状部件的长轴为5～6mm，短轴为2.5～3mm，从而使固定套环与实验兔下门齿形状相适应，进而使固定套环能顺利与实验兔下前牙侧方倒凹起到固位作用。

优选的，所述家兔咀嚼肌等张收缩实验模型用加力装置，所述椭圆环状部件长轴两端分别设置有不锈钢材质的固定圆环，所述固定圆环与所述固定套环的椭圆环状部件垂直固定。

优选的，所述家兔咀嚼肌等张收缩实验模型用加力装置，所述固定圆环直径1.2mm，能容纳内杆端部的第三弯钩通过并沿固定圆环自由转动，从而使内杆沿固定圆环自由转动，不会限制实验动物的开闭口运动。

本发明的有益效果是：

上述等张收缩加力装置，体积小，结构简单但应用广泛，其套管部分的巧妙设计可应用于皮肤、骨骼肌和平滑肌等各组织器官，通过巧妙的设计实现了组织器官的等张收缩，为皮肤、骨骼肌和平滑肌等各组织器官的控制性生长提供了可应用工具；对所述等张收缩加力装置的固定装置和连接部件的特定设计，可有效保证家兔咀嚼肌的等张收缩，仅依靠颌骨及门齿即可提供足够固位，不需要实验动物的配合可以24h戴用，套管及推簧的设计使得模型建立过程中收缩力度几乎保持恒定，其内部嵌套的内杆可上下转动，并在套管内前后滑动，不影响实验动物开口运动，排除了影响实验动物进食咀嚼的干扰因素，有效保证了实验动物的正常咀嚼进食，且使用操作简便，不锈钢材料的使用，使该加力装置硬度强度增大，足以承受实验动物的最大咀嚼力，并且美观光滑、抗腐蚀性强、无毒无害有利于适应实验动物复杂口腔卫生环境，并且对动物无材料不良副作用，是一种低成本、高效率的动物实验加力装置。

附图说明

图1是本发明所述等张收缩加力装置的结构示意图；

图2是本发明所述家兔咀嚼肌等张收缩实验模型用加力装置的结构示意图；

图3是本发明所述家兔咀嚼肌等张收缩实验模型用加力装置的另一结构示意图；

图4是本发明所述家兔咀嚼肌等张收缩实验模型用加力装置的局部放大图；

图5是本发明所述家兔咀嚼肌等张收缩实验模型用加力装置的内杆的结构示意图；

图6是第一HE切片图，其中，A为对照组，B为等张收缩组；

图7是第二HE切片图，其中，A为对照组，B为等张收缩组；

图8是第三HE切片图，其中，A为对照组，B为等张收缩组；

图9是第四HE切片图，其中，A为对照组，B为等张收缩组；

图10是第五HE切片图，其中，A为对照组，B为等张收缩组。

图中：1-螺钉  2-固定板  3-第一弯钩  a-长竖直臂  b-水平臂

c-短竖直臂  4-金属球  5-套管  6-第二弯钩

7-内杆  8-第三弯钩  9-固定套环  10-推簧

9-1-椭圆环状部件  9-2-固定圆环  9-2’-固定手柄

具体实施方式

为进一步说明本发明，现配合附图进行详细阐述：

实施例1

如图1所示，所述等张收缩加力装置，包括支持部件和固定装置，所述支持部件由连接部件、套管5、推簧10和内杆7组成，所述推簧设置于所述套管5内部，所述内杆7嵌套入套管5内，该套管5内设置的推簧10对该内杆7起到弹性支撑作用，所述连接部件固定于所述套管5外侧，所述固定装置与所述支持部件的内杆7相连接。所述固定部件使内杆7与待连接物进行固定，该固定部件根据不同的应用组织而自由选择，例如，当应用于骨骼肌时，可以为骨钉，在内杆7上设置挂环，将骨钉穿入后即可将内杆与肌肉组织固定，而另一端的连接部件与肌肉组织同样可以骨钉的方式固定连接，促进骨骼肌的复健和生长；当应用于平滑肌时，以肠道为例，可以将固定部件和连接部件以套环的方式与肠道嵌套固定，利用该等张收缩加力装置促进肠道生长，避免肠切除术后病人因肠道无法充分吸收营养而衰竭死亡；当应用于皮肤组织时，固定部件和连接部件为皮肤夹，利用皮肤夹使套管5和内杆7与皮肤组织相应固定，促进皮肤组织的生长，在植皮、去皱等领域具有广泛应用。

实施例2

如图2、图4、图5所示，所述家兔咀嚼肌等张收缩实验模型用加力装置，包括一对支持部件和固定套环9，所述支持部件由不锈钢材质的螺钉1、连接部件、套管5、镍钛推簧10和内杆7组成，所述内杆7的长度小于套管5的长度，套管5内径为1.4mm，内杆7外径为1.2mm，避免在嵌套后内杆7与套管5直径相差过多导致内杆7在套管5中左右晃动，其中，

所述连接部件由固定板2和第一弯钩3组成，所述第一弯钩3与固定板2垂直固定，所述固定板2上还设置有用于设置螺钉1的通孔，所述螺钉1通过该通孔与所述连接部件垂直固定，起到固位作用，所述固定板2为不锈钢板材质的倒角矩形，该四角的圆弧构型避免了过锐的不锈钢板会对实验兔咀嚼产生干扰，其尺寸按短边×长边表示为3mm×5mm，其厚度为0.4mm，该尺寸设计方案是通过大量的实验兔拍摄头颅CT及上下牙合模型并结合实验兔解剖结构反复测量分析得到的最优尺寸，如固定板2的尺寸过小，其上的第一弯钩3距离螺钉1距离太近，会影响螺钉1植入动物骨内的过程，且尺寸过小会增大第一弯钩3和螺钉1的受力，进而增大了螺钉1固位脱落的概率；而尺寸过大则会植入实验动物骨内部位面积无法容纳，无法建立优质的动物模型；所述第一弯钩3为对转半圆弯钩，由直径1.2mm的不锈钢丝弯制而成，其长竖直臂a长度为2.9mm，水平臂b长度为2mm，短竖直臂c长度为1.5mm，在所述第一弯钩3的长竖直臂a上与水平臂b交角下方约0.5mm处焊接固定有金属球4作为阻挡组件，用来防止套管5上的第二弯钩6滑落至第一弯钩3的长竖直臂a的根部；

所述套管5为中空的不锈钢材质圆柱形管，其长度至少为30mm，内径为1.4mm，外径2.0mm，所述镍钛推簧10设置于该套管5内部，该推簧10的长度为15mm，其弹簧丝直径为0.012in(1in＝25.4mm)，该尺寸的镍钛推簧的支撑力量相对于实验模型的加力过程持久稳定，可基本保证等张收缩张力恒定，并且顺利通过套管的同时推簧直径小于内杆直径避免了推簧嵌套在内杆上无法加力；所述套管5一端管壁的外侧设有第二弯钩6，该第二弯钩6是由直径1.0mm的不锈钢丝弯制而成的180°弯钩，弯曲直径1.3mm，所述第二弯钩6与第一弯钩3以钩挂方式连接，比较优选的，该第二弯钩6的设置尽量靠近套管5末端，另一端管壁内侧置入所述推簧10并嵌套入内杆7，该套管5内的推簧10对该内杆7起到弹性支撑作用，最终实现对实验动物咀嚼肌等张收缩的效果；

所述内杆7为不锈钢材质，其长度为20mm，外径为1.2mm，该内杆7的未嵌套入套杆一端为第三弯钩8，所述第三弯钩8为设有开口的圆环形状，所述第三弯钩8内径为3.8mm，其开口处位于内杆7延长线上，开口长度略大于0.6mm，其圆环形状整体位于内杆7延长线同一侧；

所述固定套环9的主体为椭圆环状部件9-1，该椭圆环状部件9-1的长轴为5mm，短轴为2.5mm，从而使固定套环9与实验兔下门齿形状相适应，进而使固定套环9能顺利与实验兔下前牙侧方倒凹起到固位作用，在该椭圆环状部件9-1长轴两端分别设置有不锈钢材质的固定圆环9-2，所述固定圆环9-2与所述固定套环9的椭圆环状部件9-1垂直固定，所述固定圆环9-2直径(内径)1.2mm，固定圆环9-2切面直径0.6mm，能容纳内杆7端部的第三弯钩8通过并沿固定圆环9-2自由转动，从而使内杆7沿固定圆环9-2自由转动，且不会限制实验动物固定加力装置后的开闭口运动，所述固定圆环9-2与内杆7的弯钩端以钩挂方式连接。

上述各弯钩的特殊弯曲结构使得在动物实验过程中，相互钩挂无脱落的同时，旋转自由，不会对动物日常咀嚼造成影响，通过各连接部件的综合作用，使得动物肌肉收缩过程极为接近自主收缩状态。

此外，如图3所示，在作为所述固定套环9主体的椭圆环状部件9-1长轴两端还可以设置不锈钢材质的固定手柄9-2’来取代固定圆环9-2，该固定手柄9-2’与内杆7的弯钩端以钩挂方式连接。

此外，对于金属球4的设置并非实现动物模型加力功能的必要技术，仅是一种优选方案。

此外，还可以进一步改进为所述固定板2上第一弯钩3的短竖直臂c与水平臂b呈60度交角，更大程度的避免了套管5上的第二弯钩6与该第一弯钩3钩挂时脱落现象的发生。

上述家兔咀嚼肌等张收缩实验模型用加力装置的具体使用过程如下：

1、将不锈钢螺钉1通过连接部件的固定板2上的通孔与该连接部件组装好，取日本大耳白家兔，陆眠宁(0.2ml/kg)臀部肌肉注射麻醉。实验兔全身麻醉后，采取实验兔仰卧位，四肢固定于兔台上，用纱布条将实验兔的上下门齿打开分别固定于兔台前后两端，最大程度的打开口腔。剪去左侧颊部兔毛，用手扪及该侧上颌骨颧突所在位置，标记所对应的皮肤位置。1％碘酊消毒术区皮肤，于口裂后方、咬肌前缘前方做一平行于口裂方向、长约3cm的切口。切开皮肤，钝性分离下方的肌肉、黏膜直至与口腔前庭穿通。口内切口位置同右侧。沿切口拨开两侧黏膜、肌层及骨膜，清晰暴露出上颌骨颧突根部骨壁。用金刚砂车针手动在颧突根部的中心位置钻出一直径小于1mm的小洞，将已与连接部件的固定板2组装连接好且已进行严格的灭菌消毒的不锈钢螺钉1放置于颧突根部骨壁的中心位置，不锈钢螺钉1长轴方向与骨壁垂直，用已消毒的小型十字花型螺丝刀将不锈钢螺钉1垂直加力拧入颧突根部；

2、待螺钉1钉体进入骨内一定长度保持稳定后将套管5与固定板2利用第一弯钩3和第二弯钩6相连接后，将钉体完全拧入骨壁内，不锈钢板底面与骨壁贴合且位置固定。以生理盐水冲洗术区创面，分层缝合颊部黏膜层、肌层和皮肤。青霉素注射液(5万单位/kg)冲洗两侧皮肤及口腔黏膜处创口；左侧自备皮至不锈钢钉植入手术过程与右侧完全相同；庆大霉素注射液冲洗两侧皮肤及口腔黏膜处创口；使安尔碘黏膜消毒液消毒口腔黏膜创口，用安尔碘皮肤消毒液消毒创口两侧皮肤，刃状磨石在家兔两侧下门齿的远中面的龈方1/3区域磨出半圆形倒凹区，将固定套环9的椭圆环状部件9-1与倒凹区紧密结合形成较好的固位，随后依次将推簧10和内杆7一端插入到套管5内，内杆7另一端利用第三弯钩8与固定套环9的固定圆环9-2或固定手柄9-2’，松解固定家兔下颌的纱布条，把固定套环9的椭圆环状部件9-1套于家兔两颗下门齿上，至临床牙冠龈方1/3处，用自凝牙托水与自凝牙托粉混合，涂在不锈钢环和下门齿上并塑形，自凝塑料高度不超过下门齿临床牙冠高度的1/2，不影响家兔的正常咀嚼过程，固定固定套环9的位置至自凝完全凝固；

3、术后观察所述加力装置的固位情况，术后前三天连续每天青霉素(5万单位/kg)肌肉注射，术后观察不锈钢钉的固位情况，注意实验兔饲养进食情况，每日记录体重。

将12只日本大耳白家兔随机分为对照组和等张收缩加力组，每组6只，适应性饲养1周后，按照上述具体操作过程对实验兔咀嚼肌进行加力。8周后，耳缘静脉空气栓塞处死动物，取咀嚼肌组织(主要是咬肌、翼内肌、翼外肌和二腹肌前腹)进行石蜡切片和HE染色。光学显微镜下20×10倍镜下观察两组切片。每组6张切片中统计每张切片随机2个单视野下肌纤维数目和10个肌纤维细胞核数目。应用SPSS19.0统计软件对数据进行Kolmogorov-Smirnov正态性检验，各组数据间进行方差分析和LSD两两比较，检验水准α＝0.05。

通过HE切片观察，如图6所示，等张收缩加力组细胞核染色较深，数目较对照组有增加。单细胞内细胞核计数统计发现等张加力收缩组与对照组存在统计学差异。说明本发明所述等张收缩加力装置使咀嚼肌产生适应性改变，从而发挥该等张收缩加力装置的作用；

如图7所示，咬肌在相同放大倍数下(10×10)单视野内肌细胞数，等张收缩肌细胞数较对照组减少但肌细胞体积有所增大；如图8所示，翼外肌在相同放大倍数下(10×10)，等张收缩组单视野内肌细胞数减少，肌细胞体积增大；如图9所示，翼内肌在相同放大倍数下(10×10)，等张收缩组单视野内肌细胞数减少，肌细胞体积增大；如图10所示，二腹肌前腹在相同放大倍数下(10×10)，等张收缩组单视野内肌细胞数减少，肌细胞体积增大。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (13)

1.一种等张收缩加力装置，其特征在于：包括支持部件和固定装置，所述支持部件由连接部件、套管、推簧和内杆组成，所述推簧设置于所述套管内部，所述内杆嵌套入套管内，该套管内设置的推簧对该内杆起到弹性支撑作用，所述连接部件固定于所述套管外侧，所述固定装置与所述支持部件的内杆相连接。

2.根据权利要求1所述的等张收缩加力装置，其特征在于：所述固定部件为夹持部件、钩挂部件或嵌套部件。

3.根据权利要求1所述的等张收缩加力装置，其特征在于：所述连接部件为夹持部件、钩挂部件或嵌套部件。

4.一种家兔咀嚼肌等张收缩实验模型用加力装置，其特征在于：包括一对支持部件和固定套环，所述支持部件由螺钉、连接部件、套管、推簧和内杆组成，其中，所述连接部件由固定板和第一弯钩组成，所述第一弯钩与固定板垂直固定，所述固定板上还设置有用于设置螺钉的通孔，所述螺钉通过该通孔与所述连接部件垂直固定，所述套管为中空的圆柱形管，所述推簧设置于该套管内部，所述套管一端管壁的外侧设有第二弯钩，另一端管壁内侧嵌套入内杆，所述套管内的推簧对该内杆起到弹性支撑作用，所述第二弯钩与第一弯钩以钩挂方式连接，所述内杆的未嵌套入套杆一端为第三弯钩，所述固定套环的主体为椭圆环状部件，在该椭圆环状部件长轴两端分别设置有固定圆环或固定手柄，所述固定圆环或固定手柄与内杆的弯钩端以钩挂方式连接。

5.根据权利要求4所述的家兔咀嚼肌等张收缩实验模型用加力装置，其特征在于：所述固定板为矩形，其尺寸按短边×长边表示为3mm×5mm～4mm×6mm，其厚度为0.4mm。

6.根据权利要求5所述的家兔咀嚼肌等张收缩实验模型用加力装置，其特征在于：所述固定板为倒角矩形，其尺寸按短边×长边表示为3mm×5mm，其厚度为0.4mm。

7.根据权利要求4所述的家兔咀嚼肌等张收缩实验模型用加力装置，其特征在于：所述第一弯钩为对转半圆弯钩。

8.根据权利要求4或7所述的家兔咀嚼肌等张收缩实验模型用加力装置，其特征在于：所述第一弯钩的长竖直臂上固定有用来防止套管上的第二弯钩滑落至第一弯钩的长竖直臂的根部的金属球。

9.根据权利要求4所述的家兔咀嚼肌等张收缩实验模型用加力装置，其特征在于：所述套管为不锈钢材质，其长度为30mm，内径为1.4mm，外径2.0mm。

10.根据权利要求4所述的家兔咀嚼肌等张收缩实验模型用加力装置，其特征在于：所述套管上第二弯钩是由直径1.0mm的不锈钢丝弯制而成的180°弯钩，弯曲直径1.3mm。

11.根据权利要求4所述的家兔咀嚼肌等张收缩实验模型用加力装置，其特征在于：所述内杆为不锈钢材质，其长度为20mm，其端部的第三弯钩为设有开口的圆环形状，所述第三弯钩内径为3.8mm，其开口处位于内杆延长线上，其圆环形状整体位于内杆延长线同一侧。

12.根据权利要求4所述的家兔咀嚼肌等张收缩实验模型用加力装置，其特征在于：所述推簧的长度为15mm，其弹簧丝直径为0.012in。

13.根据权利要求4所述的家兔咀嚼肌等张收缩实验模型用加力装置，其特征在于：所述固定套环为不锈钢材质，其主体的椭圆环状部件的长轴两端分别设置有不锈钢材质的固定圆环，所述固定圆环与所述固定套环的椭圆环状部件垂直固定。