(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211298567.2 (22)申请日 2022.10.24 (71)申请人 中国中医科学院望京医院(中国中 医科学院骨伤科研究所) 地址 100102 北京市朝阳区望京中环南路6 号 (72)发明人 朱立国　展嘉文　冯敏山　于杰　 王尚全　魏戌　陈明　庄明辉　 (74)专利代理 机构 天津合志慧知识产权代理事 务所(普通 合伙) 12219 专利代理师 张勇 (51)Int.Cl. G01N 3/08(2006.01) G01N 3/02(2006.01) (54)发明名称 一种脊柱的加载系统及方法 (57)摘要 本发明涉及医疗设备技术领域， 特别涉及一 种脊柱的加载系统及方法。 在该装置中， 培养箱 收容有脊柱的力加载机构， 力加载设置有培养 皿， 培养皿用于收容脊柱， 保存箱收容有用于盛 装培养液的储存容器， 进液泵通过管路分别与储 存容器和培养皿连通， 出液泵的一端通过管路与 培养皿的底部连通， 另一端通过管路与外部的废 液箱或储存容器连通， 在力加载机构中， 框体包 括两个导柱以及第一平板、 第二平板、 第三平板 和第四平板， 脊柱的上端和下端分别固定于第一 安装座和第二安装座； 轴向加载机构用于对第一 安装座施加沿脊柱的轴向的作用力， 以对脊柱进 行轴向加载； 周向加载机构用于对第一安装座施 加沿脊柱的周向的作用力， 以对脊柱进行周向加 载。 权利要求书2页 说明书13页 附图8页 CN 115372151 A 2022.11.22 CN 115372151 A 1.一种脊柱的加载系统， 其特 征在于， 包括： 培养箱， 内部收容有脊柱的力加载机构， 所述力加载机构设置有具有开口的培养皿， 所 述培养皿用于收容 脊柱， 所述培 养箱用于提供恒温和恒湿的环境； 保存箱， 内部收容有用于盛装培养液的储存容器， 所述保存箱用于提供所述培养液的 保存温度的环境； 进液泵， 两端通过管路分别与所述储存容器和所述培养皿连通， 用于将所述储存容器 中的培养液输送到所述培 养皿中； 出液泵， 一端通过管路与所述培养皿的底部连通， 另一端通过管路与外部的废液箱或 所述储存容器连通， 用于将所述培 养皿中的培 养液输送到所述废液箱或所述储 存容器中； 所述力加载机构， 包括： 框体， 包括沿脊柱的轴向延伸的两个导柱以及沿脊柱的轴向由上至下依次设置的第 一 平板、 第二平板、 第三平板和第四平板， 所述第一平板和所述第四平板均与所述导柱固定， 所述第二平板和所述第三平板固定连接， 所述第二平板和所述第三平板均可共同沿所述导 柱向上或向下移动； 轴向加载机构， 固定 于所述第一平板上； 周向加载机构， 设置 于所述第二平板和所述第三平板之间； 所述脊柱的上端和下端分别固定于第 一安装座和第 二安装座， 所述第 一安装座与 所述 第三平板转动连接， 所述第一安装座可产生沿所述脊柱的周向的转动， 所述第二安装座与 所述第四平板固定； 所述轴向加载机构用于对所述第 一安装座施加沿所述脊柱的轴向的作用力， 以对所述 脊柱进行轴向加载； 所述周向加载机构用于对所述第 一安装座施加沿所述脊柱的周向的作用力， 以对所述 脊柱进行周向加载。 2.根据权利要求1所述的脊柱的加载系统， 其特征在于， 所述第 三平板和所述第四平板 之间固定有两个第 五平板， 所述第 五平板与所述第三平板或所述第四平板垂直， 所述周向 加载机构固定 于其中一个所述第五平板 。 3.根据权利要求1所述的脊柱的加载系统， 其特征在于， 所述轴向加载机构包括第 一输 出轴， 所述第一输出轴位于所述脊柱的轴向中心线上， 所述第一输出轴 可沿所述脊柱的轴 向上下伸缩， 以通过 所述第一输出轴的伸缩来带动所述第一 安装座的上 下移动； 所述周向加载机构包括第 二输出轴， 所述第 二输出轴可沿垂直于所述脊柱的轴向的方 向前后伸缩， 以通过 所述第二输出轴的伸缩来带动所述第一 安装座的转动。 4.根据权利要求3所述的脊柱的加载系统， 其特征在于， 所述轴向加载机构和所述周向 加载机构均为 直线伺服电机 。 5.根据权利要求1所述的脊柱的加载系统， 其特征在于， 所述培养箱中通有二氧化碳气 体。 6.根据权利要求1所述的脊柱的加载系统， 其特征在于， 所述培养皿的开口设置有防溅 盖， 所述防溅盖采用对半式设计。 7.根据权利要求1所述的脊柱的加载系统， 其特征在于， 所述培养皿的侧壁设置有骨水 泥注入口， 所述骨水泥注入口用于使骨水泥注入到所述培养皿中的固定脊柱的位置， 以对权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115372151 A 2所述脊柱进行固定 。 8.根据权利要求1 ‑7中任一项所述的脊柱的加载系统， 其特 征在于， 还 包括： 防溢泵， 两端通过管路分别与所述培养皿的顶部和所述废液箱连通， 用于将达到所述 培养皿的预设高度的培 养液输送到所述废液箱中。 9.根据权利要求1 ‑7中任一项所述的脊柱的加载系统， 其特 征在于， 还 包括： 液位传感器， 设置 于所述培 养皿的顶部； 控制机构， 分别与所述进液泵、 所述出液泵和所述液位传感器电连接， 用于在所述培养 皿中的培养液的液位到达预设高度时， 控制所述进液泵停止工作或控制所述出液泵开始工 作。 10.一种脊柱 的加载方法， 其特征在于， 基于权利要求1 ‑9中任一项所述的脊柱的加载 系统， 所述方法包括： 在所述力加载机构对所述脊柱进行力学实验前， 通过所述进液泵将所述储存容器 中的 培养液输送到所述培 养皿中； 在完成所述力加载机构对所述脊柱的力学实验后， 通过所述出液泵将所述培养皿中的 培养液输送到所述废液箱中； 或， 在 进行所述脊柱的力学实验的过程中， 通过所述出液泵将 所述培养皿中的培 养液输送到所述储 存容器中； 其中， 所述力加载机构对所述 脊柱进行力学实验， 包括： 在所述力加载机构对所述脊柱进行轴向加载时， 通过控制所述轴向加载机构对所述第 一安装座施加沿所述 脊柱的轴向的作用力， 以对所述 脊柱进行轴向加载； 在所述力加载机构对所述脊柱进行周向加载时， 通过控制所述周向加载机构对所述第 一安装座施加沿所述 脊柱的周向的作用力， 以对所述 脊柱进行周向加载。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115372151 A 3