CN107505192A - 髋臼模拟卡具及其制作方法 - Google Patents

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马剑雄
卢斌
陈恒亭
赵杰
何伟伟
王颖
孙磊
王岩
田爱现
董本超
匡明杰
柏豪豪
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Abstract

本发明提供本发明提供髋臼模拟卡具及其制作方法，包括髋臼模拟卡具的制作方法，其特征在于：包括以下步骤：将要做力学实验的股骨头固定于密闭的容器内；在所述股骨头表面及所述容器内表面套上薄膜；在所述容器中灌入聚甲基丙烯酸甲酯，室温固化；将固化后的成品与所述容器及股骨头分离。本发明的有益效果是应用聚甲基丙烯酸甲酯制作髋臼模拟卡具，在体外进行实验，标本有统一的密度和机械性能，去除了个体差异，实验结果更具有可比性，从而能够进行基础实验以指导临床工作。

Description

髋臼模拟卡具及其制作方法
技术领域
本发明属于生物力学实验用材料领域，尤其是涉及一种采用聚甲基丙烯酸甲酯制备下肢骨骼生物力学压缩实验的髋臼模拟卡具及其制作方法。
背景技术
目前，下肢骨关节损伤的发病率居高不下，严重影响了人们的日常活动和生活质量。其中，随着老年人口的增长、饮酒这种不良习惯的盛行和临床上糖皮质激素使用的增多，股骨头坏死的发病率明显上升，给个人、家庭及社会带来了沉重的负担。目前，下肢骨关节损伤，包括股骨头坏死的机制尚未明确，导致针对性预防康复措施仍然不完善。
骨科生物力学被认为是研究下肢骨关节损伤的一大“利器”，它是以骨骼肌肉系统为对象，利用生物力学的方法将工程原理，尤其是机械力学原理应用于临床医学来解决骨科所遇到的问题的一门生物力学领域中相当重要的分支学科。骨科生物力学研究中常通过机械测试方法，包括压缩、疲劳等试验来测量骨的力学特性参数，对标本进行综合评价，以探索下肢骨关节损伤机制，尤其是股骨头坏死的机制。
考虑到更好地进行力学实验及模拟人体受力，直接在股骨头上进行力学试验显然不妥，一方面难以有好的支点将股骨稳定地固定住；另一方面，其受力情况也与人体活动时大相径庭。
以往有研究者尝试不破坏尸体髋臼和股骨间结构，将髋臼和股骨作为一整体取下后进行下肢力学实验，然这种标本较为难得，难以满足大批量实验的需求；也有研究者用手术使用的髋臼杯来作为卡具进行力学实验，一方面，这种器材较为昂贵，更重要的是每个人的股骨都存在个体差异，在解剖结构上不可能完全一致，故存在受力上的差异。而在临床，一些“破坏性”的实验也是无法应用于病人身上的。
发明内容
本发明要解决的问题是提供一种采用聚甲基丙烯酸甲酯制备下肢骨骼生物力学压缩实验髋臼模拟卡具的方法。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：髋臼模拟卡具的制作方法，包括以下步骤：
将要做力学实验的股骨头固定于密闭的容器内；
在所述股骨头表面及所述容器内表面套上薄膜；
在所述容器中灌入聚甲基丙烯酸甲酯，室温固化；
将固化后的成品与所述容器及股骨头分离。
进一步地，将要做力学实验的所述股骨头置于密闭的所述容器内，将所述股骨头固定好，包括：将所述股骨头倒置悬放于密闭所述容器内固定。
进一步地，所述聚甲基丙烯酸甲酯，按自凝牙托粉：牙托水的重量比为1：1～1：2的比例调和。
进一步地，所述自凝牙托粉：牙托水的重量比为1：1.5～1：2。
一种利用髋臼模拟卡具的制作方法制作的髋臼模拟卡具。
进一步地，所述髋臼模拟卡具设有与股骨头活动嵌合的连接部
本发明具有的优点和积极效果是：由于采用上述技术方案，应用聚甲基丙烯酸甲酯制作髋臼模拟卡具，与股骨头密切配合，可以在体外进行在患者身上不能进行的实验，髋臼模拟卡具有统一的密度和机械性能，从而去除了个体之间性别、年龄、种族、骨质疏松程度、是否有骨病等混杂因素，因此其实验结果在组间更具有可比性，从而能够进行基础实验以指导临床工作；并且也可以更详尽的分析骨折断面间的受力情况，以及加上内固定后内固定物所受的应力情况，为临床股骨骨折内固定物的选择找到解决办法提供帮助。具有成本低，操作简便，性能良好，易于储存，较好地固定股骨头并良好地模拟人体下肢受力模式的优点。
附图说明
图1是本发明步骤流程图；
图2是本发明的结构示意图。
图中：
1、容器 2、聚甲基丙烯酸甲酯 3、股骨头
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1所示，本实例髋臼模拟卡具的制作方法，包括以下步骤：如图2所示，对将要做力学实验的股骨头3置于密闭的容器1内；将股骨头3倒置悬放于密闭容器1内，将股骨头3固定好；在股骨头3表面及容器1内表面套上薄膜；在容器中灌入聚甲基丙烯酸甲酯；室温固化；待固化后，从容器中取下成品并与股骨头分离；得到与股骨头3相适应的髋臼模拟卡具。聚甲基丙烯酸甲酯，按自凝牙托粉：牙托水的重量比为1：1～1：2的比例调和。优选地，自凝牙托粉：牙托水的重量比为1：1.5～1：2的比例调和。
通过对牙托粉与牙托水不同混合比例的力学性能的研究，找到合适的粉液比，这些比例制成的模型更加接近正常的人骨。例如将自凝牙托粉与牙托水先分别按自凝牙托粉：牙托水为1：1、1：1.5和1.5：1不同混合比例调和，倒入10ml的试管内，待其凝固后敲碎试管，取出试样，分别在英斯特朗-8874力学实验机进行压缩实验，拉伸实验和剪切实验，将测定结果和股骨的力学指标比较。实验表明1：1和1.5：1这两种比例混合而成试样的弹性模量比股骨要大，在粉：液的比例小于1：1的范围里按不同混合比例调和，按照上面相同的方法做力学测试，得出力学性质更接近于股骨的实验标本，或是与正常股骨的力学性质成一定比例的实验标本。
本发明实施例的有益效果是：PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)是以粉剂和液剂两部分聚合而成的，而不同的粉液比例所聚合成的PMMA的力学特性是不同的。作为一种高分子医用材料，PMMA具有较高的力学强度。此外，骨具有黏弹性的性质，而PMMA也同样是一种黏弹性的材料，本发明聚甲基丙烯酸甲酯制备下肢骨骼生物力学压缩实验的髋臼模拟卡具，更好地固定股骨头并良好地模拟人体下肢受力模式，在体外进行实验，为临床股骨骨折内固定物的选择找到解决办法提供帮助。
以上对本发明的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。

Claims (6)

1.髋臼模拟卡具的制作方法，其特征在于：包括以下步骤：
将要做力学实验的股骨头固定于密闭的容器内；
在所述股骨头表面及所述容器内表面套上薄膜；
在所述容器中灌入聚甲基丙烯酸甲酯，室温固化；
将固化后的成品与所述容器及股骨头分离。
2.根据权利要求1所述的髋臼模拟卡具的制作方法，其特征在于：将要做力学实验的所述股骨头置于密闭的所述容器内，将所述股骨头固定好，包括：
将所述股骨头倒置悬放于密闭所述容器内固定。
3.根据权利要求1或2所述的髋臼模拟卡具的制作方法，其特征在于：所述聚甲基丙烯酸甲酯，按自凝牙托粉：牙托水的重量比为1：1～1：2的比例调和。
4.根据权利要求3所述的髋臼模拟卡具的制作方法，其特征在于：所述自凝牙托粉：牙托水的重量比为1：1.5～1：2。
5.一种利用如权利要求1-4所述的髋臼模拟卡具的制作方法制作的髋臼模拟卡具。
6.根据权利要求5所述的髋臼模拟卡具，其特征在于：所述髋臼模拟卡具设有与股骨头活动嵌合的连接部。
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