CN212083049U - 一种螺钉-骨水泥界面旋出实验测试组件 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种螺钉‑骨水泥界面旋出实验测试组件，包括用于安装螺钉‑骨水泥标本的下夹持器，下夹持器包括固定腔，固定腔为上端开放下端封闭的圆筒状，固定腔的腔壁中部上沿径向对称设置有用于夹持骨水泥端的挤压螺栓，挤压螺栓用来夹持骨水泥端，使骨水泥端悬空设置于所述的固定腔内，所述的固定腔的底部外表面圆心处固定连接有固定杆，还包括持钉器，持钉器包括推进锁死件，推进锁死件内活动套接有持钉固定件，该测试组件用于螺钉‑骨水泥界面强度的测量、骨水泥强化螺钉稳定性的评估、术中取出骨水泥螺钉的可行性评估，能够解决现有实验方法中包埋固定方法复杂耗时长、包埋过度、夹持稳定性差、同轴困难、测试效率低下等技术问题。

Description

一种螺钉-骨水泥界面旋出实验测试组件

技术领域

本实用新型属于实验辅助器械领域，涉及力学测试中的夹持工具，具体涉及一种螺钉-骨水泥界面旋出实验测试组件。

背景技术

目前，合并骨质疏松症的脊柱病患越来越多，而脊柱手术中常常需要使用内固定，骨质疏松严重影响内固定装置的稳定性，容易导致螺钉的松动、退出或断裂，往往需要二次手术、甚至多次手术，增加了患者痛苦、社会负担及医患矛盾。为了解决以上问题，脊柱内固定术往往会应用到骨水泥，骨水泥的使用很好的提高了螺钉的稳定性，但是随着研究的进一步深入发现，骨水泥的剂量和分布对螺钉稳定性的作用机制不明，螺钉-骨水泥的界面强度对螺钉稳定性的作用研究甚少。

设计研究螺钉-骨水泥的界面强度就需要进行螺钉-骨水泥界面旋出实验，文献报道中的方法存在一些问题：

1、包埋固定方法耗时长、更换复杂、过度包埋会影响测量结果；

2、传统夹具多为包裹式的面接触方式，对试样外观形状要求较高，但骨水泥的形态往往是类球形等不规则形态，该接触方式很难保证夹持的稳定性，难以保证测试样本与测试仪器同轴，影响测试结果。

目前需要新的实验夹具，用于螺钉-骨水泥界面强度的测量、骨水泥强化螺钉稳定性的评估、术中取出骨水泥螺钉的可行性评估，能够很好的解决上述问题，减少因夹具本身设计问题带来的实验结果偏倚，提高测试装置对标本的包容性，提高实验效率及可重复性，提高测试装置的均一性。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于，提供一种螺钉-骨水泥界面旋出实验测试组件，能够解决现有实验方法中包埋固定方法复杂耗时长、包埋过度、夹持稳定性差、同轴困难、测试效率低下等技术问题。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案予以实现：

一种螺钉-骨水泥界面旋出实验测试组件，包括用于安装螺钉-骨水泥标本的下夹持器；

所述的下夹持器包括固定腔，所述的固定腔为上端开放下端封闭的圆筒状，所述的固定腔的腔壁中部上沿径向对称设置有用于夹持骨水泥端的夹持件。

本实用新型还具有如下技术特征：

所述的夹持件为挤压螺栓，所述的挤压螺栓用来夹持骨水泥端，使骨水泥端悬空设置于所述的固定腔内，所述的固定腔的底部外表面圆心处固定连接有固定杆。

还包括持钉器，所述的持钉器包括推进锁死件，所述的推进锁死件内活动套接有持钉固定件。

所述的推进锁死件包括中空的圆筒状外壳，所述的外壳下端外表面设置有外螺纹，所述的持钉固定件包括设置于所述的外壳内的持钉棒，伸出外壳的持钉棒上端端部固定连接有夹持头，伸出外壳的持钉棒下端端部固定连接有弧面向下的U型卡头，所述的U型卡头和外螺纹用来固定锁紧螺钉端。

所述的螺钉-骨水泥标本沿轴向设置螺钉端和骨水泥端，所述的螺钉端包括螺钉头，所述的螺钉头的顶端设置有与所述的U型卡头相匹配的U型槽，所述的U型槽内侧设置有与所述的持钉器外壳上的外螺纹相匹配的内螺纹，所述的螺钉头下表面固定连接有螺杆，所述的螺杆的下端固定连接有骨水泥端。

所述的固定杆为截面为圆形或方形的柱体，与力学试验机下夹头相匹配。

所述的夹持头设置为截面为圆形或方形的柱体，与力学试验机上夹头相匹配。

所述的固定腔高度为4.5～5.5cm，外径为5.5～6cm，内径为3.5～4cm，深度为4～5cm。

本实用新型与现有技术相比，具有如下技术效果：

(Ⅰ)本实用新型下夹持器的空腔设置，可以容纳大小不同的螺钉-骨水泥标本，从四个方向准确夹持骨水泥，使骨水泥位于下夹持器固定腔的中部，挤压螺栓的端部钝化设计，可以最大限度的与骨水泥表面贴合，稳固夹持，保证夹持效果的稳定性，简化包埋固定操作过程，实现快速包埋，提高测试效率，该方式操作简单、重复性强、稳定性好、效率高。

(Ⅱ)本实用新型的持钉器和下夹持器对螺钉-骨水泥标本进行夹持，在使用时可达到同轴设置，使得测试结果更加准确。

(Ⅲ)本实用新型的持钉器与螺钉-骨水泥标本的椎弓根螺钉的亲密配合，可以牢固的锁定螺钉-骨水泥标本，保证测试的稳定性，提高测试结果的准确性。

附图说明

图1是本实用新型的整体结构剖视图。

图2是下夹持器的结构示意图。

图3是下夹持器的俯视图。

图4是下夹持器夹持骨水泥的使用状态示意图。

图5是持钉器的结构示意图。

图6是持钉器的剖视图。

图7是螺钉-骨水泥标本整体示意图。

图8是螺钉-骨水泥标本剖视图。

图9是本实用新型使用状态示意图。

图中各个标号的含义为：

1螺钉-骨水泥标本，2持钉器，3下夹持器，4力学试验机上夹头，5力学试验机下夹头；

11螺钉端，111螺钉头，112 U型槽，113螺杆，114骨水泥通道，115骨水泥通孔，12骨水泥端；

21外壳，22持钉棒，23夹持头，24 U型卡头，25外螺纹；

31固定腔，32固定杆，33挤压螺栓。

以下结合实施例对本实用新型的具体内容作进一步详细解释说明。

具体实施方式

遵从上述技术方案，以下给出本实用新型的具体实施例，需要说明的是本实用新型并不局限于以下具体实施例，凡在本申请技术方案基础上做的等同变换均落入本实用新型的保护范围。

本实用新型中，在未做相反说明的情况下，使用的方位词如“上”、“下”等通常是指以相应附图中的图面为基准定义的，“内”、“外”是指相应部件轮廓的内和外。

本实用新型中使用到的螺钉-骨水泥标本1，所涉及到的螺钉端11内部中空，前端封闭，中空部为骨水泥通道114，骨水泥通道114靠近螺杆前端设置有穿透螺杆的通孔，为骨水泥通孔115，通过骨水泥通道114向螺钉内注射骨水泥，骨水泥从骨水泥通孔115渗出，在螺杆113的外表面上固结形成骨水泥端12，骨水泥端12为类球状或纺锤状。

实施例：

本实施例给出一种螺钉-骨水泥界面旋出实验测试组件，如图1～图4所示，包括用于安装螺钉-骨水泥标本1的下夹持器3；

下夹持器3包括固定腔31，固定腔31为上端开放下端封闭的圆筒状，固定腔31的腔壁中部上沿径向对称设置有用于夹持骨水泥端12的夹持件。

作为本实施例的一种优选方案，夹持件为挤压螺栓33，挤压螺栓33用来夹持骨水泥端12，使骨水泥端12悬空设置于所述的固定腔31内，挤压螺栓33的螺栓头端部为钝状的平面结构，降低在拧紧挤压螺栓33时破坏骨水泥的风险，固定腔31的底部外表面圆心处固定连接有固定杆32，便于将下夹持器3固定于力学试验机上，并与力学试验机同轴。

作为本实施例的一种优选方案，因为螺钉-骨水泥标本1的骨水泥端12为类球状或纺锤状，为了更好的加持骨水泥端12，挤压螺栓33优选为4个，在固定腔31的腔壁中部上沿径向两两对称设置。

作为本实施例的一种优选方案，固定杆32设置为截面为圆形或方形的柱体，可与不同力学试验机下夹头5相匹配，使力学试验机下夹头5能稳固的夹持住下夹持器3，保证旋出实验稳定的顺利完成。

作为本实施例的一种优选方案，如图5～图6所示，螺钉-骨水泥界面旋出实验测试组件还包括持钉器2，持钉器2包括推进锁死件，推进锁死件内活动套接有持钉固定件。

优选的，推进锁死件包括中空的圆筒状外壳21，外壳21下端外表面设置有外螺纹25，持钉固定件包括设置于外壳21内的持钉棒22，外壳21可在持钉棒22的外表面上下滑动，伸出外壳21的持钉棒22上端端部固定连接有夹持头23，夹持头23设置为截面为圆形或方形的柱体，可与不同力学试验机上夹头4相匹配，可将持钉器2稳固的夹持于力学试验机上，伸出外壳21的持钉棒22下端端部固定连接有弧面向下的U型卡头24，与螺钉头111的U型槽112相贴合，U型卡头24和外螺纹25用来固定锁紧螺钉端11，当U型卡头24放入U型槽112内，将外壳21沿持钉棒22向下滑动，外螺纹25可与U型槽112内侧的内螺纹相咬合旋紧，将持钉器2与螺钉-骨水泥标本1稳固的固定锁紧在一起，便于旋出实验时螺钉-骨水泥标本1能够一直牢固的夹持在持钉器2上，保证旋出实验的顺利完成。

其中，持钉器2的总长度为14～16cm，优选为15cm，外壳21的长度为6～10cm，优选为8cm。

作为本实施例的一种优选方案，如图7～图8所示，螺钉-骨水泥标本1沿轴向设置螺钉端11和骨水泥端12，螺钉端11包括螺钉头111，螺钉头111的顶端设置有与U型卡头24相匹配的U型槽112，U型槽112内侧设置有与持钉器外壳21上的外螺纹25相匹配的内螺纹，螺钉头111下表面固定连接有螺杆113，所述的螺杆113的下端固定连接有骨水泥端12。

优选的，螺钉端11内部中空，前端封闭，中空部为骨水泥通道114，骨水泥通道114靠近螺杆前端设置有穿透螺杆113的通孔，为骨水泥通孔115，通过骨水泥通道114向螺钉内注射骨水泥，骨水泥从骨水泥通孔115渗出，在螺杆113的外表面上固结形成骨水泥端12，骨水泥端12为类球状或纺锤状。

作为本实施例的一种优选方案，固定腔31的尺寸设置为：高度为4.5～5.5cm，优选为4.5cm，外径为5.5～6cm，优选为5.5cm，内径为3.5～4cm，优选为3.5cm，深度为4～5cm，优选为4cm，该尺寸可以充分的容纳各种体积大小的骨水泥端12。

固定杆32的尺寸设置为：长度为8～10cm，直径为2cm。

以下结合图9，本实施例的螺钉-骨水泥界面旋出实验测试组件在实际操作时：

首先，制备好螺钉-骨水泥标本1，校正力学试验机的轴心，然后将持钉器2的夹持头23固定夹持在力学试验机上夹头4中，将下夹持器3的固定杆32固定夹持于力学试验机下夹头5中，将所有挤压螺栓33外旋，使固定腔31开放，再将持钉器2的U型卡头24放置于螺钉端11的U型槽112内，将持钉器的外壳21沿持钉棒22下滑至底部，使外壳21下端外表面上的外螺纹25旋入U型槽112内侧的内螺纹，锁紧螺钉端11，确定好螺钉-骨水泥标本1已被牢固的夹持于持钉器2上后，缓慢降低力学试验机的上端，将持钉器1连同螺钉-骨水泥标本1一起下降，直至骨水泥端12位于固定腔31的合适深度，在螺钉-骨水泥标本1悬空的情况下，分别旋动4个挤压螺栓33直至螺栓头端部轻触骨水泥12表面，在旋动过程中，随时调整，以确保螺钉-骨水泥标本1的螺杆113位于下夹持器3的轴心，待位置确定后，拧紧所有挤压螺栓33，此时螺钉-骨水泥标本1的骨水泥端12被牢固的夹持于下夹持器3中，安装固定好后的螺钉-骨水泥界面旋出实验测试组件的螺钉-骨水泥标本1与持钉器2和下夹持器3同轴，启动力学试验机，力学试验机的上端缓慢转动，试验机自动记录力矩-角度曲线，并记录最大旋出力矩，实验结束后，松开挤压螺栓33，升起力学试验机的上端，连带持钉器2和螺钉-骨水泥标本1上升，旋转持钉器2的外壳21，使外壳21脱离螺钉端11，将U型卡头24与U型槽112分离，取下螺钉-骨水泥标本1，用同样方法更换另外的测试标本。

在以上的描述中，除非另有明确的规定和限定，其中的“设置”、“连接”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是拆卸连接或成一体；可以是直接连接，也可以是间接连接等等。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本技术方案中的具体含义。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，只要其不违背本实用新型的思想，其同样应当视为本实用新型所公开的内容。

Claims (8)

1.一种螺钉-骨水泥界面旋出实验测试组件，其特征在于，包括用于安装螺钉-骨水泥标本(1)的下夹持器(3)；

所述的下夹持器(3)包括固定腔(31)，所述的固定腔(31)为上端开放下端封闭的圆筒状，所述的固定腔(31)的腔壁中部上沿径向对称设置有用于夹持骨水泥端(12)的夹持件。

2.如权利要求1所述的一种螺钉-骨水泥界面旋出实验测试组件，其特征在于，所述的夹持件为挤压螺栓(33)，所述的挤压螺栓(33)用来夹持骨水泥端(12)，使骨水泥端(12)悬空设置于所述的固定腔(31)内，所述的固定腔(31)的底部外表面圆心处固定连接有固定杆(32)。

3.如权利要求1所述的一种螺钉-骨水泥界面旋出实验测试组件，其特征在于，还包括持钉器(2)，所述的持钉器(2)包括推进锁死件，所述的推进锁死件内活动套接有持钉固定件。

4.如权利要求3所述的一种螺钉-骨水泥界面旋出实验测试组件，其特征在于，所述的推进锁死件包括中空的圆筒状外壳(21)，所述的外壳(21)下端外表面设置有外螺纹(25)，所述的持钉固定件包括设置于所述的外壳(21)内的持钉棒(22)，伸出外壳(21)的持钉棒(22)上端端部固定连接有夹持头(23)，伸出外壳(21)的持钉棒(22)下端端部固定连接有弧面向下的U型卡头(24)，所述的U型卡头(24)和外螺纹(25)用来固定锁紧螺钉端(11)。

5.如权利要求4所述的一种螺钉-骨水泥界面旋出实验测试组件，其特征在于，所述的螺钉-骨水泥标本(1)沿轴向设置螺钉端(11)和骨水泥端(12)，所述的螺钉端(11)包括螺钉头(111)，所述的螺钉头(111)的顶端设置有与所述的U型卡头(24)相匹配的U型槽(112)，所述的U型槽(112)内侧设置有与所述的持钉器外壳(21)上的外螺纹(25)相匹配的内螺纹，所述的螺钉头(111)下表面固定连接有螺杆(113)，所述的螺杆(113)的下端固定连接有骨水泥端(12)。

6.如权利要求2所述的一种螺钉-骨水泥界面旋出实验测试组件，其特征在于，所述的固定杆(32)为截面为圆形或方形的柱体，与力学试验机下夹头(5)相匹配。

7.如权利要求4所述的一种螺钉-骨水泥界面旋出实验测试组件，其特征在于，所述的夹持头(23)设置为截面为圆形或方形的柱体，与力学试验机上夹头(4)相匹配。

8.如权利要求1所述的一种螺钉-骨水泥界面旋出实验测试组件，其特征在于，所述的固定腔(31)高度为4.5～5.5cm，外径为5.5～6cm，内径为3.5～4cm，深度为4～5cm。

Images