CN111743656A - 一种基于3d打印技术的实验用兔子固定装置及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于3D打印技术的实验用兔子固定装置及其制备方法，该兔子固定装置由3D打印而成；其包括:一底座；其为矩形板状；一三角垫体，其活动安装于所述底座的顶面上；其为直角三角形，且直角端与底座的一端端部对齐设置；一头部固定装置，包括头部垫体、设于头部垫体上的头部固定件以及头部垫体上形成的头部开槽；腿部固定装置，包括前腿固定件和后腿固定件，其分别由两个腿部固定件组成，各组分设于三角垫体的中部和底座的另一端。本发明提供了一种基于3D打印技术的实验用兔子固定装置及其制备方法，其不仅可根据兔子大小进行调节而且固定效果好，本设计符合动物躯干结构、保证术中动物呼吸顺畅，提高术后动物的存活率。
Description
技术领域
本发明涉及生物实验设备领域，特别是涉及一种基于3D打印技术的实验用兔子固定装置及其制备方法。
背景技术
动物实验是生物医学专业教学和科研的必要的手段，安置好实验动物又是动物实验的前提。
在医学机能实验中，经常使用兔子等小动物进行各种实验，一般这种实验需要将兔子麻醉后，固定四肢及头部。较为常见的实验包括兔子的颅骨缺损、耳部创面建模以及部分假体植入实验；
目前已有的兔子固定架是通过绳子将兔子固定在动物操作台固定架上，上述操作方式存在如下问题：
1、目前的简易型兔子固定架，完全将兔子贴合在操作台上，极易引起兔子的呼吸不畅的问题，可能造成手术过程中兔子因压迫问题导致兔子死亡等情况发出，从而被迫中止手术；
2、目前的兔子固定装置将兔子绑缚，操作较为复杂，且针对不同体型的兔子不能进行有效的调节；
综上所述，目前亟需设计一种克服上述技术问题的亟待研发一种基于3D打印技术的实验用兔子固定装置及其制备方法。
发明内容
本发明的目的是提供了一种基于3D打印技术的实验用兔子固定装置及其制备方法，其基于大多实验兔子的形态数据通过3D打印而成，其不仅可根据兔子大小进行调节而且固定效果好，本设计符合动物躯干结构、保证术中动物呼吸顺畅，提高术后动物的存活率。
为了实现上述目的，本发明采取的技术方案是：一种基于3D打印技术的实验用兔子固定装置，该兔子固定装置由3D打印而成；其包括:
一底座；其为矩形板状；
一三角垫体，其活动安装于所述底座的顶面上；其为直角三角形，且直角端与底座的一端端部对齐设置；
一头部固定装置，包括头部垫体、设于头部垫体上的头部固定件以及头部垫体上形成的头部开槽；
腿部固定装置，包括前腿固定件和后腿固定件，其分别由两个腿部固定件组成，各组分设于三角垫体的中部和底座的另一端。
如上所述的一种基于3D打印技术的实验用兔子固定装置，其中，还包括凸垫，其为活动设于所述三角垫体靠近底端处的类矩形的垫体，所述垫体的中部和所述三角垫体向上延伸的区域形成有一内凹的腹部容纳槽，用于容纳兔子的腹部；
所述腹部容纳槽的形状与兔子呈俯卧位的腹部形状一致。
如上所述的一种基于3D打印技术的实验用兔子固定装置，其中，所述头部固定件包括对称设置的两个固定卡件，其分别包括异形活动板和一体设置的垂直设于异形活动板上的竖板；
所述异形活动板上开设有至少两个螺孔，螺栓一分别依次通过异形活动板上的螺孔后穿过头部垫体上的滑槽一或螺孔后用螺帽固定；
所述滑槽一为长条状开孔，其设于所述头部垫体的靠近上沿的位置；两侧的滑槽一为水平状开设，供头部固定件调节其容纳腔的大小。
如上所述的一种基于3D打印技术的实验用兔子固定装置，其中，
两个异形活动板和竖板的相对的一面具有内凹的弧面；两者形成的头部容纳槽为上小下大型；
还包括护垫，其设于异形活动板和竖板的内壁上，其为海绵垫体。
如上所述的一种基于3D打印技术的实验用兔子固定装置，其中，
所述腿部固定件包括L状的滑动件和铰接在滑动件上的L型固定臂；
所述滑动件包括竖杆和横杆，所述横杆与底座或三角垫体上的滑槽二之间通过螺栓二连接；
所述L型固定臂与竖杆之间通过铰接连接，用于将兔子的前腿或后腿固定在L型固定臂下。
如上所述的一种基于3D打印技术的实验用兔子固定装置，其中，
所述滑槽二包括两组，第一组为供前腿固定件滑动的槽体，其呈八字状分设于三角垫体的中部且一端始于头部固定件的下方处；
第一组槽体的顶端的最小相距距离为8cm，底部的最大相距距离为15cm；
第二组呈八字状设于底座上且靠近底座的另一端；
第二组槽体的顶端的最小相距距离为1m，底部的最大相距距离为5cm。
如上所述的一种基于3D打印技术的实验用兔子固定装置，其中，所述底座、三角垫体、头部固定装置和腿部固定装置的材质为光敏树脂、工程塑料或橡胶类材料的一种或几种。
一种基于3D打印技术的实验用兔子固定装置的制备方法，包括如下步骤：
(1)实验人员首先将麻醉后的兔子的下半部分躯体用石膏进行包裹，待定型后取下，以获得实验兔躯干的石膏模型；
(2)通过影像学方法获取步骤(1)中的实验兔躯干的石膏模型的CT影像数据，保存为Dicom格式；
(3)重复上述步骤(1)和(2)，以获取不同体型实验兔的CT影像数据；
(4)将步骤(3)中得到的不同体型实验兔的CT影像数据导入到Mimics软件中识别并保存，生成计算机识别的.mcs文件；
(5)在Mimics中提取出实验兔固定装置的数据，通过不断的数据比对，从而建立该固定装置的三维数字模型，并将其转化成3D打印系统可识别的STL格式文件；
(6)将步骤(5)中处理好的数据导入3D激光打印机中，以聚乳酸为原料，采用FDM技术进行打印，打印出实验兔子固定装置。
与现有技术相比，本发明产生的有益效果主要体现在：
本发明的一种基于3D打印技术的实验用兔子固定装置，通过底座、三角垫体、头部固定装置和腿部固定装置的设置，可将实验中的兔子进行有效、快速的固定，提高了实验的工作效率。
本发明的一种基于3D打印技术的实验用兔子固定装置，该固定装置用于麻醉后的兔子固定所用，主要应用于兔子的颅骨缺损、耳部创面建模以及部分假体植入实验。
本发明的一种基于3D打印技术的实验用兔子固定装置的制备方法，基于大多实验兔子的形态数据通过3D打印而成，可符合绝大多数的实验兔子所用；且其大小可调节，方便实验人员根据不同大小的兔子进行适当调节；
本发明的一种基于3D打印技术的实验用兔子固定装置的制备方法，基于3D打印技术制备，以更加贴切的符合实验兔的躯干特征，从而提高术中实验兔的存活率。
附图说明
图1是本发明的一种基于3D打印技术的实验用兔子固定装置及其制备方法的整体结构图；
图2是本发明的头部固定装置的结构示意图；
图3是本发明的腿部固定装置的结构示意图；
附图标记说明：
1、底座 2、三角垫体 3、头部固定装置
4、腿部固定装置 5、头部垫体 6、头部固定件
7、头部开槽 8、腿部固定件 9、异形活动板
10、竖板 11、螺栓一 12、螺栓二
13、滑槽一 14、滑槽二 15、头部容纳槽
16、护垫 17、滑动件 18、L型固定臂
19、竖杆 20、横杆 21、凸垫
22、腹部容纳槽
具体实施方式
为了便于理解本发明的目的、技术方案及其效果，现将结合实施例对本发明做进一步详细阐述。
如图1所示，本发明的一种基于3D打印技术的实验用兔子固定装置，该兔子固定装置由3D打印而成；其包括:
一底座1；其为矩形板状；
一三角垫体2，其活动安装于所述底座1的顶面上；其为直角三角形，且直角端与底座1的一端端部对齐设置；
一头部固定装置3，包括头部垫体5、设于头部垫体5上的头部固定件6以及头部垫体5上形成的头部开槽7；
腿部固定装置4，包括前腿固定件和后腿固定件，其分别由两个腿部固定件8组成，各组分设于三角垫体2的中部和底座1的另一端。
本发明的一种基于3D打印技术的实验用兔子固定装置，需要说明的是，该固定装置主要应用于兔子的颅骨缺损、耳部创面建模以及部分假体植入实验。
本发明的一种基于3D打印技术的实验用兔子固定装置，其在使用的过程中：
实验人员首先将三角垫体2通过预留的螺孔一一用螺栓固定于底座1上，再将头部垫体5固定在三角垫体2的顶端，将头部固定件6固定于头部垫体5上，最后将两个腿部固定件8分别固定于三角垫体2的中部和底座1上；
当需要对兔子进行实验的时候，将麻醉后的兔子呈俯卧式放置在该固定装置上，将其兔头部固定在头部垫体5上且调节两侧的头部固定垫，使得两侧的固定卡件之间的距离与兔头的大小相互适应；再将兔子的前腿和后腿分别用法腿部固定件8进行有效固定；固定腿部的时候可将腿部固定件8沿着滑槽一13或滑槽二14滑动，以适应不同兔子固定使用。
需要说明的是，本发明的一种基于3D打印技术的实验用兔子固定装置，基于大多实验兔子的形态数据打印而成，可符合绝大多数的实验兔子所用；其基于下述的3D打印技术完成制备：
一种基于3D打印技术的实验用兔子固定装置的制备方法，包括如下步骤：
(1)实验人员首先将麻醉后的兔子的下半部分躯体用石膏进行包裹，待定型后取下，以获得实验兔躯干的石膏模型；
(2)通过影像学方法获取步骤(1)中的实验兔躯干的石膏模型的CT影像数据，保存为Dicom格式；
(3)重复上述步骤(1)和(2)，以获取不同体型实验兔的CT影像数据；
(4)将步骤(3)中得到的不同体型实验兔的CT影像数据导入到Mimics软件中识别并保存，生成计算机识别的.mcs文件；
(5)在Mimics中提取出实验兔固定装置的数据，通过不断的数据比对，从而建立该固定装置的三维数字模型，并将其转化成3D打印系统可识别的STL格式文件；
(6)将步骤(5)中处理好的数据导入3D激光打印机中，以聚乳酸为原料，采用FDM技术进行打印，打印出实验兔子固定装置。
如图2所示，本发明的一种基于3D打印技术的实验用兔子固定装置，还包括凸垫21，其为活动设于所述三角垫体2靠近底端处的类矩形的垫体，所述垫体的中部和所述三角垫体2向上延伸的区域形成有一内凹的腹部容纳槽22，用于容纳兔子的腹部；所述腹部容纳槽22的形状与兔子呈俯卧位的腹部形状一致。
本发明的一种基于3D打印技术的实验用兔子固定装置，为了提高兔子固定后的舒适性，在三角垫体2的中部特设置该凸垫21，所述垫体的中部和所述三角垫体2向上延伸的区域形成有一内凹的腹部容纳槽22，不仅可用于固定和容纳俯卧位兔子的腹部而且可提高兔子的成活率。
如图2所示，本发明的一种基于3D打印技术的实验用兔子固定装置，头部固定件6，包括对称设置的两个固定卡件，其分别包括异形活动板9和一体设置的垂直设于异形活动板9上的竖板10；所述异形活动板9上开设有至少两个螺孔，螺栓一11分别依次通过异形活动板9上的螺孔后穿过头部垫体5上的滑槽一13或螺孔后用螺帽固定；所述滑槽一13为长条状开孔，其设于所述头部垫体5的靠近上沿的位置；两侧的滑槽一13为水平状开设，供头部固定件6调节其容纳腔的大小。
本发明的一种基于3D打印技术的实验用兔子固定装置，需要说明的是，此处的螺栓一11为一蝶形螺栓，其可分别依次通过异形活动板9上的螺孔后穿过头部垫体5上的滑槽一13或螺孔后用螺帽在上方进行固定；
螺栓二12为用于连接在所述横杆20与底座1或三角垫体2上的滑槽二14之间，其旋入对应的螺孔内底部用螺帽进行固定即可；上述螺栓一11和螺栓二12均为常见的螺栓连接固定方式，该固定方式为本领域技术人员公知常识。
所述横杆20与底座1或三角垫体2上的滑槽二14之间通过螺栓二12连接
本发明的一种基于3D打印技术的实验用兔子固定装置，该头部固定件6用于固定兔子的头部，兔子的头部固定于两个固定卡件之间的容纳腔内，且由于不同的兔子头部尺寸不同，该异形活动板9可在滑槽一13内滑动，以调节容纳腔的大小，以适应不同兔头的固定。
如图1和图2所示，本发明的一种基于3D打印技术的实验用兔子固定装置，两个异形活动板9和竖板10的相对的一面具有内凹的弧面；两者形成的头部容纳槽15为上小下大型；还包括护垫16，其设于异形活动板9和竖板10的内壁上，其为海绵垫体。
本发明的一种基于3D打印技术的实验用兔子固定装置，由于兔头固定于两个异形活动板9和竖板10的相对的一面上，故二者的弧面的角度则根据大多度兔子面部弧度的数据设置，为本领域技术人员所知的内容。
如图3所示，本发明的一种基于3D打印技术的实验用兔子固定装置，所述腿部固定件8包括L状的滑动件17和铰接在滑动件17上的L型固定臂18；所述滑动件17包括竖杆19和横杆20，所述横杆20与底座1或三角垫体2上的滑槽二14之间通过螺栓二12连接；所述L型固定臂18与竖杆19之间通过铰接连接，用于将兔子的前腿或后腿固定在L型固定臂18下。
如图1所示，本发明的一种基于3D打印技术的实验用兔子固定装置，所述滑槽二14包括两组，第一组为供前腿固定件滑动的槽体，其呈八字状分设于三角垫体2的中部且一端始于头部固定件6的下方处；第一组槽体的顶端的最小相距距离为8cm，底部的最大相距距离为15cm；第二组呈八字状设于底座1上且靠近底座1的另一端；第二组槽体的顶端的最小相距距离为1m，底部的最大相距距离为5cm。
本发明的一种基于3D打印技术的实验用兔子固定装置，该腿部固定件8用于固定兔子的前腿和后腿，由于腿部的长短均不同，故需要将腿部固定件8进行调节；此处的滑槽二14为两组，均符合兔子呈俯卧状态下的腿部的位置，其呈八字状设置于三角垫体2或底座1上；满足兔子手术俯卧位时的基本形态。
如图1所示，本发明的一种基于3D打印技术的实验用兔子固定装置，所述底座1、三角垫体2、头部固定装置3和腿部固定装置4的材质为光敏树脂、工程塑料或橡胶类材料的一种或几种。
作为优选的实施例，本发明的一种基于3D打印技术的实验用兔子固定装置，所述底座的尺寸为40*29*1cm；所述三角垫体的边长为25*29*11cm；上述尺寸以及附图仅仅作为参考数值，不作为具体限定之用。
上面结合实施例对本发明做了进一步的叙述，但本发明并不限于上述实施方式，在本领域的普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下做出各种变化。
Claims (8)
1.一种基于3D打印技术的实验用兔子固定装置，其特征在于：该兔子固定装置由3D打印而成；其包括:
一底座；其为矩形板状；
一三角垫体，其活动安装于所述底座的顶面上；其为直角三角形，且直角端与底座的一端端部对齐设置；
一头部固定装置，包括头部垫体、设于头部垫体上的头部固定件以及头部垫体上形成的头部开槽；
腿部固定装置，包括前腿固定件和后腿固定件，其分别由两个腿部固定件组成，各组分设于三角垫体的中部和底座的另一端。
2.根据权利要求1所述的一种基于3D打印技术的实验用兔子固定装置，其特征在于：
还包括凸垫，其为活动设于所述三角垫体靠近底端处的类矩形的垫体，所述垫体的中部和所述三角垫体向上延伸的区域形成有一内凹的腹部容纳槽，用于容纳兔子的腹部；
所述腹部容纳槽的形状与兔子呈俯卧位的腹部形状一致。
3.根据权利要求1所述的一种基于3D打印技术的实验用兔子固定装置其特征在于：
所述头部固定件包括对称设置的两个固定卡件，其分别包括异形活动板和一体设置的垂直设于异形活动板上的竖板；
所述异形活动板上开设有至少两个螺孔，螺栓一分别依次通过异形活动板上的螺孔后穿过头部垫体上的滑槽一或螺孔后用螺帽固定；
所述滑槽一为长条状开孔，其设于所述头部垫体的靠近上沿的位置；两侧的滑槽一为水平状开设，供头部固定件调节其容纳腔的大小。
4.根据权利要求3所述的一种基于3D打印技术的实验用兔子固定装置，其特征在于：
两个异形活动板和竖板的相对的一面具有内凹的弧面；两者形成的头部容纳槽为上小下大型；
还包括护垫，其设于异形活动板和竖板的内壁上，其为海绵垫体。
5.根据权利要求1所述的一种基于3D打印技术的实验用兔子固定装置，其特征在于：
所述腿部固定件包括L状的滑动件和铰接在滑动件上的L型固定臂；
所述滑动件包括竖杆和横杆，所述横杆与底座或三角垫体上的滑槽二之间通过螺栓二连接；
所述L型固定臂与竖杆之间通过铰接连接，用于将兔子的前腿或后腿固定在L型固定臂下。
6.根据权利要求5所述的一种基于3D打印技术的实验用兔子固定装置，其特征在于：
所述滑槽二包括两组，第一组为供前腿固定件滑动的槽体，其呈八字状分设于三角垫体的中部且一端始于头部固定件的下方处；
第一组槽体的顶端的最小相距距离为8cm，底部的最大相距距离为15cm；
第二组呈八字状设于底座上且靠近底座的另一端；
第二组槽体的顶端的最小相距距离为1m，底部的最大相距距离为5cm。
7.根据权利要求1-6任一项权利要求所述所述的一种基于3D打印技术的实验用兔子固定装置，其特征在于：
所述底座、三角垫体、头部固定装置和腿部固定装置的材质为光敏树脂、工程塑料或橡胶类材料的一种或几种。
8.一种基于3D打印技术的实验用兔子固定装置的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)实验人员首先将麻醉后的兔子的下半部分躯体用石膏进行包裹，待定型后取下，以获得实验兔躯干的石膏模型；
(2)通过影像学方法获取步骤(1)中的实验兔躯干的石膏模型的CT影像数据，保存为Dicom格式；
(3)重复上述步骤(1)和(2)，以获取不同体型实验兔的CT影像数据；
(4)将步骤(3)中得到的不同体型实验兔的CT影像数据导入到Mimics软件中识别并保存，生成计算机识别的.mcs文件；
(5)在Mimics中提取出实验兔固定装置的数据，通过不断的数据比对，从而建立该固定装置的三维数字模型，并将其转化成3D打印系统可识别的STL格式文件；
(6)将步骤(5)中处理好的数据导入3D激光打印机中，以聚乳酸为原料，采用FDM技术进行打印，打印出实验兔子固定装置。
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