多孔椎间融合器抗冲击性能的快速验证方法及设备技术

本发明专利技术公开了多孔椎间融合器抗冲击性能的快速验证方法及设备，其步骤包括：从同一批生产出的多孔椎间融合器产品中随机抽出部分作为试样、定初始长度L0、设备调试与试样安装、数据采集、数据处理，其中数据采集又包括：初检、复检，采集的数值在数据处理阶段配合验证公式即可得到抗冲击性能的结果；本发明专利技术有效提高了测试速度，为生产、质量控制中的抗冲击性能提供可信参照。能提供可信参照。能提供可信参照。

【技术实现步骤摘要】
多孔椎间融合器抗冲击性能的快速验证方法及设备


[0001]本专利技术属于产品检测
，具体涉及多孔椎间融合器抗冲击性能的快速验证方法及设备。

技术介绍

[0002]椎间融合术是治疗腰椎退变性疾病的一种成熟术式，具有高融合率与低并发症等优点，术中需植入椎间融合器或同种异体骨块以重建椎体序列、维持椎体稳定以及促进椎间融合，临床使用最广泛的植入物为聚醚醚酮，它有效解决了传统自体骨移植带来的手术时间长、供骨区疼痛等问题，但也有融合缓慢及椎体沉降等缺点，为此现有技术提出了金属为基体的椎间融合器，结合3D打印技术在其表面成型多孔结构，使得产品的弹性模量与骨组织相似，进而成为另一种常见的产品形式。
[0003]不过在使用中发现，多孔椎间融合器在植入椎间隙的过程中，需要医生使用夹持器夹持住椎间融合器，然后敲击夹持器，将椎间融合器安置在椎间隙的适当位置，现有的多孔椎间融合器的质检要求多是依据YY/T0959等标准，集中在压缩、剪切等测试项目，而对产品影响更大的冲击力测试却不在其中，尤其是对于多孔产品，形成空隙的梁其直径多是微米级，其抗冲击性能远低于实心样块的抗冲击性能，显然不能直接转用技术辞典中的相关数据，这种多孔结构形状复杂，相比于实体样块，其抗冲击性能也更难加以类推，而现有技术并没有提供适用于多孔椎间融合器的测试方法。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供多孔椎间融合器抗冲击性能的快速验证方法及设备，基于多孔椎间融合器的结构特点，采用了不同的数据采集模式，更准确地度量其抗冲击性能，提高了数据的准确性；将数据采集、处理后，代入验证公式中使用，通过数值的计算与比对，快速得出抗冲击性能情况，有效的提高了测试速度，为生产、质量控制中的抗冲击性能提供可信参照。
[0005]多孔椎间融合器抗冲击性能的快速验证方法，包括如下步骤：S1：筛选试样；S2：测定试样初始长度L0；S3：设备调试与试样安装；所述测试设备基于摆锤机构设计，其撞击块的撞击面在摆动到最低位置时与椎间融合器平齐，从高处无处速度释放产生的动能冲击试样；S4：数据采集；将撞击块抬高至预定角度无初速度释放，利用力传感器记录实际作用的冲击力F，以及测试后的试样长度L1；S5：数据处理步骤；该步骤中包括：微观形貌观察，确定不同试样的形貌系数Y、代入验证公式中，计算得出结果；所述验证公式：V
e
=其中：Z是条件系数，用于表征材料对抗冲击性能的影响；
Y是形貌系数，用于表征形貌对抗冲击性能的影响;Ve = 0，绝对失效；0 > Ve > P，相对有效；Ve ≥ P，相对失效。
[0006]进一步地，所述Y为0或X，X是非0的其他正整数。
[0007]进一步地，所述X取2。
[0008]进一步地，所述试样的材料为钛合金、钽合金、聚醚醚酮时，Z取10，P取42。
[0009]进一步地，数据采集步骤还包括：初检：测定大致的临界范围；
[0010]同一件试样使用递增的配重进行梯度冲击测试，确定接近失效前的临界配重范围；复检：在临界配重范围内重复测试，得出压力
‑
时间曲线；缩小配重之间的差值，对不同试样进行测试，每个试样仅进行一次测试，测试后的试样编号后，留待后续分析，试样不能重复测试。
[0011]进一步地，所述数据处理前还包括数据除杂，所述数据除杂是通过压力
‑
时间曲线的趋势比对实现，去除明显错误的数据组。
[0012]一种设备，包括：摆锤机构、测量装置；
[0013]所述摆锤机构的最低位设置有用于固定试样的夹具，摆锤机构摆动到最低位置时与椎间融合器平齐并撞击试样；所述测量装置采用的是力传感器，位于摆锤撞击侧相对的另一侧，力传感器与处理器电连接，通过处理器将传感器发出的电信号处理为压力
‑
时间曲线或其他可读形式。
[0014]本专利技术至少具有以下有益效果：通过摆锤结构以及力传感器的组合模拟使用时的形态进行数据收集，而且非破坏式的方式，能够完整的获取压力
‑
时间曲线，便于后续的数据处理；并额外引入了微观形貌作为参考量，代入验证公式后，能够更快地进行评估，通过验证公式能够简化传统的评价流程，快速得到抗冲击性能的情况，大大提高验证效率。
附图说明
[0015]为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0016]图1示意性示出了多孔椎间融合器缺损的结构示意图；图2示意性示出了基于上述原理的抗冲击性能的快速验证装置。
[0017]其中：11
‑
撞击块，12
‑
配重，13
‑
摆杆，2
‑
试样，3
‑
夹具，4
‑
传感器，5
‑
处理器。
具体实施方式
[0018]以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本专利技术实施例；然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本专利技术。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本专利技术的描述。
实施例
[0019]对多孔椎间融合器抗冲击性能的快速验证方法包括以下步骤：S1：从同一批生产出的多孔椎间融合器产品中随机抽出部分作为试样。
[0020]S2：测定初始长度L
0；
测量试样的初始长度得到参数L0，本申请中定义的L0为椎间融合器头部与尾部最远端所在的一组平行平面之间的距离，通常该组平行平面与多孔椎间融合器的纵向轴线垂直。
[0021]S3：设备调试与试样安装；测试设备基于摆锤机构设计，从高处无处速度释放产生的动能冲击试样，将椎间融合器的头部与尾部安装夹具，将椎间融合器固定在设备中，同时对于端面不平整的产品，增加其受力面积，避免受力不均而导致的试样弹出；同时调节施力机构与椎间融合器的位置，使撞击块的撞击面在摆动到最低位置时与椎间融合器平齐。
[0022]S4：数据采集；将撞击块抬高至预定角度，当然，预定角度可以通过简单计算确定；将撞击块无初速度释放，力传感器获取到力值并自动生成压力
‑
时间曲线。
[0023]本申请中的数据采集采用摆锤的结构进行，摆锤的施力方式相比于传统的落锤更接近实际的施力情况，同时摆锤采用非破坏式的测试方式，力传感器位于试样未受锤击的一侧，采集的力值更加准确，而且非破坏的测试方式，有利于观测受力后的多孔形态，并得到完整的压力
‑
时间曲线，为后续的数据处理提供可信参考，同时采用双检法，基于一块试样，快速锁定待检临界区间，再通过复检进行验证，排除累积应力本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.多孔椎间融合器抗冲击性能的快速验证方法，其特征在于：包括如下步骤：S1：筛选试样；S2：测定试样初始长度L
0；
S3：设备调试与试样安装；所述测试设备基于摆锤机构设计，其撞击块的撞击面在摆动到最低位置时与椎间融合器平齐，从高处无处速度释放产生的动能冲击试样，S4：数据采集；将撞击块抬高至预定角度无初速度释放，利用力传感器记录实际作用的冲击力F，以及测试后的试样长度L1；S5：数据处理步骤；该步骤中包括：微观形貌观察，确定不同试样的形貌系数Y、代入验证公式中，计算得出结果；所述验证公式：其中：Z是条件系数，用于表征材料对抗冲击性能的影响；Y是形貌系数，用于表征形貌对抗冲击性能的影响;V
e = 0，绝对失效；0 > V
e > P，相对有效；V
e ≥ P，相对失效。2.根据权利要求1所述的多孔椎间融合器抗冲击性能的快速验证方法，其特征在于：所述Y为0或X，X是非0的其他正整数；所述试样多孔部分的瑕疵占多孔部分面积的10%以下，Y=X；所述试样多孔部分的瑕疵占多孔部分面积的10%以上，Y=0；这里的瑕疵包括但不限于：断裂、脱落、变形。3.根据权利要求2所述的多孔椎间融合器抗冲击性能的快速验证方法，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：申宇，邹炜民，刘江，左海，向小伟，
申请(专利权)人：湖南华翔医疗科技有限公司，
类型：发明
国别省市：