CN209745906U - 一种可降解生物材料动态降解装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种可降解生物材料动态降解装置，试验装置设有pH值监测仪，pH值报警器，实验背板，实验背板的前部设有实验管体，实验管体上部开口，实验管体的底部设有基板，基板底部固定连接有振动盘座，振动盘座底部与台面固定连接；振动盘座内部设置有脉冲电磁铁；试验服务器获取各个试验主机传输试验过程数据和试验结果数据，供试验人员查询使用。试验过程的pH值，温度，搅拌均有相应设备来完成，提高的试验的自动化程度。试验人员可以通过显示屏查看试验过程数据。试验过程温度可以通过红外加热圈和温度传感器来进行控制。

Description

一种可降解生物材料动态降解装置

技术领域

本实用新型涉及可降解生物材料实验领域，尤其涉及一种可降解生物材料动态降解装置。

背景技术

可降解生物材料如某些金属类、高分子类植入产品在人体降解过程中由于植入部位不同、受力不同和降解机理不同等原因，会对产品的降解时间和周围环境产生不同的影响。

医用生物降解材料多用于人体，直接关系到人的生命和健康，医用生物降解材料须无毒或副作用。这就要求材料纯度高，生产环境非常清洁，助剂的残留少，杂质含量为ppm级，确保无病、无毒传播条件。同时其化合物本身以及单体杂质、降解或磨损产物不对身体产生不良影响。物理、化学和机械性能需满足医用所需设计和功能的要求。如硬度、弹性、机械强度、疲劳强度、蠕变、磨耗、吸水性、溶出性、耐酶性和体内老化性等。以心脏瓣膜为例，最好能使用25万小时，要求耐疲劳强度特别好。此外，还要求便于灭菌消毒，能耐受湿热消毒(120～140℃)、干热消毒(160～190℃)、辐射消毒或化学处理消毒，而不降低材料的性能。不同性能的医用高分子材料可根据其具体情况选择合适的灭菌方式。能够具有一定的体内适应性：包括与医疗用品中其他材料的适应性，材料与人体生物相容性、血液相容性及组织的相容性。材料植入人体后,要求长时期对体液无影响。具有分离透析机能的人工肾用过滤膜、人工肺用气体交换膜，以及人造血液用吸脱气体的物质等，都要求有各自特殊的分离透过机能。

医用生物降解材料植入人体体内后，由于人体部位的pH值不同对医用高分子材料具有一定的析氢腐蚀，也就是人体体内的pH值对析氢腐蚀速度影响很大，随pH值下降，腐蚀速度迅速增大，促成析氢反应。pH值下降，Eec 正移，腐蚀倾向增大。这样不仅仅影响医用生物降解材料的使用，还容易对人体造成危害。

通常在医用生物降解材料使用前，需要对容易产生析氢腐蚀的医用生物降解材料进行试验，分析医用生物降解材料的使用性能。目前医用生物降解材料的试验设备仅仅是人工将医用生物降解材料放入试管中，人工添加试验试剂，并人工摇晃，进行试验，这样试验过程受到环境影响因素较大，而且人工摇晃，人工操作效率较低，得到的试验数据不准。

实用新型内容

为了克服上述现有技术中的不足，本实用新型提供一种可降解生物材料动态降解装置，包括：多个试验装置，每个试验装置连接有试验主机；每个试验主机连接有试验服务器；

试验装置设有pH值监测仪，pH值报警器，实验背板，实验背板的前部设有实验管体，实验管体上部开口，实验管体的底部设有基板，基板底部固定连接有振动盘座，振动盘座底部与台面固定连接；振动盘座内部设置有脉冲电磁铁；

实验管体的侧部设有摄像组件；摄像组件用于摄取实验管体内部物质的颜色变化；pH值监测仪监测实验管体内部的pH值；

实验管体的开口上部设有气体传感器，气体传感器连接有连接组件；实验管体的侧壁设有多个输液接口；

试验主机连接有显示屏，pH值监测仪，气体传感器，脉冲电磁铁和摄像组件分别与试验主机连接，试验主机通过气体传感器实时获取实验管体散发出的气体数据信息，通过摄像组件获取实验管体内部物质试验过程信息和试验结果信息，通过pH值监测仪获取实验管体内部pH值信息，并通过显示屏显示；当pH值超出阈值时，通过pH值报警器发出报警提示；

试验主机通过脉冲电磁铁控制脉冲电磁铁的运行，使脉冲电磁铁驱动振动盘座振动，带动实验管体振动，促进实验管体内部的物质进行混合；

试验主机用于获取预设的每个试验阶段时长，预设试验试剂pH值，试验试剂温度，试验试剂流量流速，获取实验管体内部图像变化，并与预设阈值进行比对；储存试验过程数据，还将试验过程数据和试验结果数据传输至试验服务器。

优选地，试验装置还设有数量与输液接口相适配的蠕动泵；

每个蠕动泵分别与试验主机连接，试验主机分别控制每个蠕动泵的运行；

每两个蠕动泵构成一循环液泵组；

蠕动泵的一端通过硅胶管连接输液接口，蠕动泵的另一端连接实验试剂储存容器出液口；实验管体的另一输液接口通过硅胶管，蠕动泵连接实验试剂储存容器入口，并形成一回路；蠕动泵用于在控制主机的驱动下，将实验试剂储存容器中的试验试剂驱动至实验管体内，设在实验试剂储存容器入口侧蠕动泵驱动实验管体中的实验试剂流出，使实验管体内部的实验试剂循环流动，模拟人体体液流动；

蠕动泵与输液接口之间还设有流量计和流量控制阀门；

流量计和流量控制阀门分别与控制主机连接，控制主机控制流量控制阀门的通断以及通过流量计获取加入至实验管体内部试验液体的流量。

优选地，基板上部连接有红外加热圈，红外加热圈环抱在实验管体外部，且与实验管体的外壁设置有间距；

还包括：插置到实验管体内部的温度传感器；

红外加热圈和温度传感器与分别与试验主机连接，试验主机控制红外加热圈的运行以及通过温度传感器获取实验管体内部温度信息。

优选地，摄像组件包括：摄像底座，伸缩杆以及摄像头；

摄像底座设有旋转电机，旋转电机的输出轴连接驱动齿轮；

伸缩杆的底部设有连动齿轮，连动齿轮上连接有基杆，基杆内部设有齿条，基杆内部通过齿条连接有推杆；推杆连接有推杆电机；推杆顶端连接摄像头；

连动齿轮与驱动齿轮相互啮合，旋转电机驱动驱动齿轮旋转，带动连动齿轮旋转，调节摄像头的水平角度；

推杆电机驱动推杆沿着基杆内部齿条上下移动，调节摄像头的高度。

优选地，还包括：用于清洗实验设备的清洗机；清洗机设有壳体，壳体采用绝热材料制作；壳体上铰接有门体，门体与壳体密封连接，门体与壳体之间设有安全锁；

壳体底部连接有支座，壳体内部设有清洗台，清洗台底部设有加热装置以及下喷水孔；清洗台的顶部设有上喷水装置；清洗台上还设有浮控阀；壳体底部还设有排水管，排水管连接沥水槽；沥水槽设在台面下部；

壳体表面设在有清洗控制按键和清洗剂添加孔。

优选地，连接组件包括：传感器底座，传感器伸缩杆以及拐杆；

传感器底座设有传感器旋转电机，传感器旋转电机的输出轴连接传感器驱动齿轮；传感器伸缩杆的底部设有传感器连动齿轮，传感器连动齿轮上连接有传感器基杆，传感器基杆内部设有齿条，传感器基杆内部通过齿条连接有传感器推杆；传感器推杆连接有传感器推杆电机；传感器推杆顶端与拐杆的一端铰接；拐杆的另一端连接气体传感器；

传感器连动齿轮与传感器驱动齿轮相互啮合，传感器旋转电机驱动传感器驱动齿轮旋转，带动传感器连动齿轮旋转，调节气体传感器的水平角度；

传感器推杆电机驱动传感器推杆沿着传感器基杆内部齿条上下移动，调节气体传感器的高度。

从以上技术方案可以看出，本实用新型具有以下优点：

本实用新型中试验服务器获取各个试验主机传输试验过程数据和试验结果数据，供试验人员查询使用。试验过程的pH值，温度，搅拌均有相应设备来完成，提高的试验的自动化程度。试验人员可以通过显示屏查看试验过程数据。试验过程温度可以通过红外加热圈和温度传感器来进行控制。

试验过程能够基于在不同的使用环境，或不同的外部环境下进行反复多次试验，在试验过程中进行试验过程数据的比对分析。使试验人员能够根据试验过程进行调整试验参数，满足试验要求和需求。

附图说明

图1为可降解生物材料动态降解装置整体示意图；

图2为试验主机与试验服务器连接示意图；

图3为试验装置示意图。

图4为摄像组件示意图。

图5为清洗机示意图。

具体实施方式

本实用新型提供一种可降解生物材料动态降解装置，如图1至4所示，包括：多个试验装置1，每个试验装置1连接有试验主机2；每个试验主机2 连接有试验服务器3；

试验装置1设有pH值监测仪，pH值报警器，实验背板4，实验背板4 的前部设有实验管体5，实验管体5上部开口，实验管体5的底部设有基板 27，基板27底部固定连接有振动盘座26，振动盘座26底部与台面固定连接；振动盘座26内部设置有脉冲电磁铁；

实验管体5的侧部设有摄像组件；摄像组件用于摄取实验管体5内部物质的颜色变化；pH值监测仪监测实验管体5内部的pH值；

实验管体5的开口上部设有气体传感器21，气体传感器21连接有连接组件；实验管体5的侧壁设有多个输液接口7；

试验主机连接有显示屏，pH值监测仪，气体传感器21，脉冲电磁铁和摄像组件分别与试验主机连接，试验主机通过气体传感器21实时获取实验管体5散发出的气体数据信息，通过摄像组件获取实验管体5内部物质试验过程信息和试验结果信息，通过pH值监测仪获取实验管体5内部pH值信息，并通过显示屏显示；当pH值超出阈值时，通过pH值报警器发出报警提示；

试验主机通过脉冲电磁铁控制脉冲电磁铁的运行，使脉冲电磁铁驱动振动盘座26振动，带动实验管体5振动，促进实验管体5内部的物质进行混合；

试验主机用于获取预设的每个试验阶段时长，预设试验试剂pH值，试验试剂温度，试验试剂流量流速，获取实验管体(5)内部图像变化，并与预设阈值进行比对；储存试验过程数据，还将试验过程数据和试验结果数据传输至试验服务器3。

应当理解，在称某一元件或层在另一元件或层“上”，被“连接”或“耦合”至另一元件或层时，其可能直接在另一元件或层上，被直接连接或耦合至所述另一元件或层，也可能存在中间元件或层。相反，在称某一元件被“直接在”另一元件或层“上”，“直接连接”或“直接耦合”至另一元件或层时，则不存在中间元件或层。所有附图中类似的数字指示类似元件。如这里所用的，术语“和 /或”包括相关所列项的一个或多个的任何和所有组合。

本实用新型中，根据试验用的可降解生物材料的使用功能，使用环境，使用条件等因素通过试验主机预设的每个试验阶段时长，每种试剂的添加量，每种试剂的添加时间点，反应时长以及溢出气体预设量。调节摄像组件高度和气体传感器高度。将需要进行试验用的可降解生物材料从实验管体5上部的开口放入到实验管体5中。根据预设的试验使用试剂和每种试剂的添加量，添加时间，试验主机控制添加，并通过摄像组件获取实验管体内部试剂的颜色变化，并进行记录。同时通过气体传感器感应试验过程中溢出的气体，并获取溢出气体的量。试验主机储存试验过程数据，供试验人员进行查询。在试验过程中，试验人员还可以通过试验主机实时调节试验参数，并进行操作，满足试验要求。

本实用新型中由于可降解生物材料的试验目的，可降解生物材料的要求，可降解生物材料的试验过程所需要的试验用试剂不同，可以通过试验服务器来进行配置初始试验条件，并再配置到各个试验主机，执行试验过程。

本实用新型可以基于同一可降解生物材料的试验目的，或可降解生物材料的要求实现试验同时同步进行，并实时进行试验数据过程比对以及与往期试验过程数据的比对分析，辅助试验人员。

本实用新型中，试验装置1还设有数量与输液接口7相适配的蠕动泵17；

每个蠕动泵17分别与试验主机连接，试验主机分别控制每个蠕动泵17 的运行；

每两个蠕动泵17构成一循环液泵组；

蠕动泵17的一端通过硅胶管连接输液接口7，蠕动泵17的另一端连接实验试剂储存容器出液口；实验管体5的另一输液接口7通过硅胶管，蠕动泵连接实验试剂储存容器入口，并形成一回路；蠕动泵用于在控制主机的驱动下，将实验试剂储存容器中的试验试剂驱动至实验管体5内，设在实验试剂储存容器入口侧蠕动泵驱动实验管体5中的实验试剂流出，使实验管体5内部的实验试剂循环流动，模拟人体体液流动；

蠕动泵17与输液接口7之间还设有流量计和流量控制阀门；流量计和流量控制阀门分别与控制主机连接，控制主机控制流量控制阀门的通断以及通过流量计获取加入至实验管体5内部试验液体的流量。

本实用新型中，基板27上部连接有红外加热圈，红外加热圈环抱在实验管体5外部，且与实验管体5的外壁设置有间距；还包括：插置到实验管体5内部的温度传感器；红外加热圈和温度传感器与分别与试验主机连接，试验主机控制红外加热圈的运行以及通过温度传感器获取实验管体5内部温度信息。温度传感器可以采用人工插入，也可以设置如连接组件，或摄像组件相似的结构进行控制驱动。

本实用新型中，摄像组件包括：摄像底座10，伸缩杆9以及摄像头8；

摄像底座10设有旋转电机31，旋转电机31的输出轴连接驱动齿轮32；

伸缩杆9的底部设有连动齿轮33，连动齿轮33上连接有基杆，基杆内部设有齿条，基杆内部通过齿条连接有推杆；推杆连接有推杆电机；推杆顶端连接摄像头8；

连动齿轮33与驱动齿轮32相互啮合，旋转电机31驱动驱动齿轮32旋转，带动连动齿轮33旋转，调节摄像头8的水平角度；推杆电机驱动推杆沿着基杆内部齿条上下移动，调节摄像头8的高度。

连动齿轮33与驱动齿轮32相互啮合能够起到较为精确的调节摄像头8的水平角度以及推杆电机驱动推杆沿着基杆内部齿条上下移动，保证实验过程图像信息的获取。还可以根据需要设置高度和角度。

摄像头8可以摄取实验管体内部介质的图像信息，如液体颜色信息，液体分层信息，液体分层后每层高度信息，试验过程中反应信息，沉淀信息等。如果具有一定爆炸危险的试验时，可以起到让试验人员远离试验现场，不用靠近观察变化，可以远程观察，检索危险程度。

这里可能会使用便于描述的空间相对性术语，例如“在…下”、“下方”、“下部”、“以上”、“上方”等来描述如图中所示的一个元件或特征与另一个元件或特征的关系。应当理解，空间相对性术语意在包括图中所示取向之外的使用或工作中的器件不同取向。例如，如果将图中的器件翻转过来，被描述为在其他元件或特征“下”或“下方”的元件将会朝向其他元件或特征的“上方”。于是，示范性术语“下方”可以包括上方和下方两种取向。可以使器件采取其他取向(旋转90度或其他取向)，这里所用的空间相对术语作相应解释。

本实用新型中，连接组件包括：传感器底座35，传感器伸缩杆23以及拐杆36；

传感器底座35设有传感器旋转电机，传感器旋转电机的输出轴连接传感器驱动齿轮；传感器伸缩杆23的底部设有传感器连动齿轮，传感器连动齿轮上连接有传感器基杆，传感器基杆内部设有齿条，传感器基杆内部通过齿条连接有传感器推杆；传感器推杆连接有传感器推杆电机；传感器推杆顶端与拐杆36的一端铰接；拐杆36的另一端连接气体传感器21；

传感器连动齿轮与传感器驱动齿轮相互啮合，传感器旋转电机驱动传感器驱动齿轮旋转，带动传感器连动齿轮旋转，调节气体传感器21的水平角度；传感器推杆电机驱动传感器推杆沿着传感器基杆内部齿条上下移动，调节气体传感器21的高度。

传感器连动齿轮与传感器驱动齿轮相互啮合能够起到较为精确的调节气体传感器的水平角度以及传感器推杆电机驱动传感器推杆沿着传感器基杆内部齿条上下移动，保证实验过程气体传感的敏感和准确。还可以根据需要设置高度和角度。

本实用新型中，实验背板4的顶部设置有顶部照明灯，实验背板4的一侧部设置有侧部照明灯12；顶部照明灯和侧部照明灯12分别与试验主机连接；试验区还设有环境温度传感器，环境湿度传感器以及环境光照度传感器；环境温度传感器，环境湿度传感器以及环境光照度传感器分别与试验主机连接，试验主机通过环境温度传感器，环境湿度传感器以及环境光照度传感器依次获取环境温度信息，环境湿度信息以及环境光照度信息，当环境温度信息，环境湿度信息以及环境光照度信息任一信息与当前试验所需的预设环境条件信息不符合时，试验主机通过控制实验室的空调控制环境温度，通过实验室的加湿机和除湿机控制环境湿度，通过分别控制顶部照明灯和侧部照明灯12 的开关控制试验区的光照度。

本实用新型中，如图5所示，还包括：用于清洗实验设备的清洗机；清洗机设有壳体51，壳体51采用绝热材料制作；壳体51上铰接有门体52，门体52与壳体51密封连接，门体52与壳体51之间设有安全锁；

壳体51底部连接有支座59，壳体51内部设有清洗台60，清洗台60底部设有加热装置54以及下喷水孔55；清洗台60的顶部设有上喷水装置53；清洗台60上还设有浮控阀；壳体51底部还设有排水管56，排水管56连接沥水槽；沥水槽设在台面下部；壳体51表面设在有清洗控制按键和清洗剂添加孔57。

本实用新型中，实验背板4上连接有至少两个固定环扣6，固定环扣6沿着竖直方式连接在实验背板4上，固定环扣6环抱在实验管体5外部，保持实验管体5的安置稳定。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (6)

1.一种可降解生物材料动态降解装置，其特征在于，包括：多个试验装置(1)，每个试验装置(1)连接有试验主机(2)；每个试验主机(2)连接有试验服务器(3)；

试验装置(1)设有pH值监测仪，pH值报警器，实验背板(4)，实验背板(4)的前部设有实验管体(5)，实验管体(5)上部开口，实验管体(5)的底部设有基板(27)，基板(27)底部固定连接有振动盘座(26)，振动盘座(26)底部与台面固定连接；振动盘座(26)内部设置有脉冲电磁铁；

实验管体(5)的侧部设有摄像组件；摄像组件用于摄取实验管体(5)内部物质的颜色变化；pH值监测仪监测实验管体(5)内部的pH值；

实验管体(5)的开口上部设有气体传感器(21)，气体传感器(21)连接有连接组件；实验管体(5)的侧壁设有多个输液接口(7)；

试验主机连接有显示屏，pH值监测仪，气体传感器(21)，脉冲电磁铁和摄像组件分别与试验主机连接，试验主机通过气体传感器(21)实时获取实验管体(5)散发出的气体数据信息，通过摄像组件获取实验管体(5)内部物质试验过程信息和试验结果信息，通过pH值监测仪获取实验管体(5)内部pH值信息，并通过显示屏显示；当pH值超出阈值时，通过pH值报警器发出报警提示；

试验主机通过脉冲电磁铁控制脉冲电磁铁的运行，使脉冲电磁铁驱动振动盘座(26)振动，带动实验管体(5)振动，促进实验管体(5)内部的物质进行混合；

试验主机用于获取预设的每个试验阶段时长，预设试验试剂pH值，试验试剂温度，试验试剂流量流速，获取实验管体(5)内部图像变化，并与预设阈值进行比对；储存试验过程数据，还将试验过程数据和试验结果数据传输至试验服务器(3)。

2.根据权利要求1所述的可降解生物材料动态降解装置，其特征在于，

试验装置(1)还设有数量与输液接口(7)相适配的蠕动泵(17)；

每个蠕动泵(17)分别与试验主机连接，试验主机分别控制每个蠕动泵(17)的运行；

每两个蠕动泵(17)构成一循环液泵组；

蠕动泵(17)的一端通过硅胶管连接输液接口(7)，蠕动泵(17)的另一端连接实验试剂储存容器出液口；实验管体(5)的另一输液接口(7)通过硅胶管，蠕动泵连接实验试剂储存容器入口，并形成一回路；蠕动泵用于在控制主机的驱动下，将实验试剂储存容器中的试验试剂驱动至实验管体(5)内，设在实验试剂储存容器入口侧蠕动泵驱动实验管体(5)中的实验试剂流出，使实验管体(5)内部的实验试剂循环流动，模拟人体体液流动；

蠕动泵(17)与输液接口(7)之间还设有流量计和流量控制阀门；

流量计和流量控制阀门分别与控制主机连接，控制主机控制流量控制阀门的通断以及通过流量计获取加入至实验管体(5)内部试验液体的流量。

3.根据权利要求1所述的可降解生物材料动态降解装置，其特征在于，

基板(27)上部连接有红外加热圈，红外加热圈环抱在实验管体(5)外部，且与实验管体(5)的外壁设置有间距；

还包括：插置到实验管体(5)内部的温度传感器；

红外加热圈和温度传感器与分别与试验主机连接，试验主机控制红外加热圈的运行以及通过温度传感器获取实验管体(5)内部温度信息。

4.根据权利要求1或2所述的可降解生物材料动态降解装置，其特征在于，

摄像组件包括：摄像底座(10)，伸缩杆(9)以及摄像头(8)；

摄像底座(10)设有旋转电机(31)，旋转电机(31)的输出轴连接驱动齿轮(32)；

伸缩杆(9)的底部设有连动齿轮(33)，连动齿轮(33)上连接有基杆，基杆内部设有齿条，基杆内部通过齿条连接有推杆；推杆连接有推杆电机；推杆顶端连接摄像头(8)；

连动齿轮(33)与驱动齿轮(32)相互啮合，旋转电机(31)驱动驱动齿轮(32)旋转，带动连动齿轮(33)旋转，调节摄像头(8)的水平角度；

推杆电机驱动推杆沿着基杆内部齿条上下移动，调节摄像头(8)的高度。

5.根据权利要求1或2所述的可降解生物材料动态降解装置，其特征在于，

还包括：用于清洗实验设备的清洗机；清洗机设有壳体(51)，壳体(51) 采用绝热材料制作；壳体(51)上铰接有门体(52)，门体(52)与壳体(51)密封连接，门体(52)与壳体(51)之间设有安全锁；

壳体(51)底部连接有支座(59)，壳体(51)内部设有清洗台(60)，清洗台(60)底部设有加热装置(54)以及下喷水孔(55)；清洗台(60)的顶部设有上喷水装置(53)；清洗台(60)上还设有浮控阀；壳体(51)底部还设有排水管(56)，排水管(56)连接沥水槽；沥水槽设在台面下部；

壳体(51)表面设在有清洗控制按键和清洗剂添加孔(57)。

6.根据权利要求1或2所述的可降解生物材料动态降解装置，其特征在于，

连接组件包括：传感器底座(35)，传感器伸缩杆(23)以及拐杆(36)；

传感器底座(35)设有传感器旋转电机，传感器旋转电机的输出轴连接传感器驱动齿轮；传感器伸缩杆(23)的底部设有传感器连动齿轮，传感器连动齿轮上连接有传感器基杆，传感器基杆内部设有齿条，传感器基杆内部通过齿条连接有传感器推杆；传感器推杆连接有传感器推杆电机；传感器推杆顶端与拐杆(36)的一端铰接；拐杆(36)的另一端连接气体传感器(21)；

传感器连动齿轮与传感器驱动齿轮相互啮合，传感器旋转电机驱动传感器驱动齿轮旋转，带动传感器连动齿轮旋转，调节气体传感器(21)的水平角度；

传感器推杆电机驱动传感器推杆沿着传感器基杆内部齿条上下移动，调节气体传感器(21)的高度。