一种用于松质骨骨条制备的切割装置及切割方法与流程

本发明涉及同种异体骨材料加工，尤其涉及一种用于松质骨骨条制备的机械式切割装置及切割方法，适用于以股骨头等松质骨组织为原料进行骨条状材料的切割制备。

背景技术：

1、同种异体骨材料是骨科植入及骨缺损修复中常用的一类骨移植材料。以股骨头等松质骨组织为原料制备骨条时，通常需要先对不规则骨组织进行切割，使其形成一定规格的条状骨材料，再进行后续清洗、脱脂、脱细胞、灭菌、冻干或包装等处理工艺。骨条切割质量会影响后续工艺处理的便利性以及骨条产品尺寸的一致性。

2、股骨头外形不规则，内部主要为松质骨结构，骨小梁分布和局部强度存在差异。在切割过程中，如果采用普通刀具、锯片或人工逐块切割的方式，容易出现切割方向不稳定、骨条截面尺寸差异较大、局部骨质破碎或切割效率较低等问题。尤其在需要获得截面尺寸较小的骨条时，若直接对较大骨块进行细切割，切割阻力较大，被切割骨组织受力不均，容易影响骨条成形质量。

3、现有切割方式中，有的依赖操作者经验进行手工定位和施力，切割尺寸重复性较差；有的采用通用切割设备进行分割，虽然能够完成骨组织切断，但装夹、定位和清洁操作相对不便，且未必适合股骨头松质骨材料由大块骨组织到小截面骨条的连续制备需求。

技术实现思路

1、针对现有采用人工刀具或通用切割工具切割过程中定位不便、受力不均、尺寸一致性不足和操作效率较低等问题，本发明提供了一种用于松质骨骨条制备的切割装置及切割方法。

2、为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：

3、一、一种用于松质骨骨条制备的切割装置

4、所述切割装置包括：

5、粗切割模块，用于将松质骨原料切割成初切割骨条；包括粗切割承载部、网格刀组件、直线驱动组件和直线导向机构；所述粗切割承载部和网格刀组件在垂直方向上相对布置，所述直线驱动组件能够驱动所述网格刀组件在直线导向机构上沿垂直方向往复移动；所述粗切割承载部用于放置松质骨原料，所述网格刀组件的切割面朝下布置；

6、精细切割模块，用于将所述初切割骨条切割成切割后骨条；包括第一杆件和第二杆件，所述第一杆件与第二杆件铰接；并且能够绕铰接处相对转动，所述第一杆件和第二杆件的相对表面上分别布置有平行刀片组件和骨条限位结构，所述骨条限位结构形成限位槽，所述限位槽用于放置初切割骨条。

7、所述直线驱动组件包括第一杠杆、第二杠杆、中间连杆、推杆、滑动刀座和支撑座；所述支撑座采用u形结构，所述u形结构包括底壁以及从所述底壁向上方延伸的第一侧臂和第二侧臂，所述第一侧臂的高度低于所述第二侧臂；所述第一侧臂的自由端与所述第一杠杆的中部铰接，所述第二侧臂的自由端与所述第二杠杆的中部铰接；所述第一杠杆与所述第二杠杆的相邻端部分别与所述中间连杆的两端铰接。

8、所述第一杠杆远离所述第二杠杆的一端用于作为所述直线驱动组件的驱动端，所述第二杠杆远离所述第一杠杆的一端与所述推杆的一端铰接，所述推杆的另一端与所述滑动刀座铰接，所述滑动刀座与所述直线导向机构滑动配合，所述滑动刀座上安装有网格刀组件。

9、所述网格刀组件包括网格刀；所述网格刀包括多个沿第一方向等间距布置的第一刀片和多个沿第二方向等间距布置的第二刀片，所述第一方向与所述第二方向相互垂直，并且均与水平方向平行；所述第一刀片与第二刀片交叉布置形成网格状切割刃。

10、所述网格刀中，相邻第一刀片之间的间距与相邻第二刀片之间的间距相等，使得所述网格状切割刃形成多个呈正方形排布的切割单元，所述切割单元用于在松质骨原料的有效切割区域内形成初切割骨条，所述初切割骨条的长度与所述松质骨原料在切割方向上的厚度相对应，所述初切割骨条沿长度方向的横截面形状与所述切割单元的形状相对应。

11、所述横截面的边长略小于所述骨条限位结构形成的限位槽的宽度；所述初切割骨条放入限位槽时，初切割骨条的长度方向与所述限位槽的长度方向、所述平行刀片组件平行。

12、所述网格刀组件还包括刀具延长架，所述刀具延长架布置于所述网格刀和所述滑动刀座之间，所述网格刀与所述滑动刀座通过所述刀具延长架相连。

13、所述粗切割承载部包括承载台和至少四个限位支架，各限位支架沿同一圆周间隔均匀布置于所述承载台上，每个限位支架上设置有一个限位螺钉，所述限位螺钉沿所述圆周的径向布置，并且与所述限位支架螺纹连接。

14、所述承载台的中部用于放置松质骨原料，当拧紧各个限位支架上的限位螺钉时，限位螺钉抵接松质骨原料，从而实现松质骨原料的固定。

15、所述限位支架与所述网格刀组件的刀片错位布置，每个限位支架位于所述网格刀组件的相邻两片刀片之间。

16、二、一种松质骨骨条制备方法

17、所述松质骨骨条制备方法采用上述用于松质骨骨条制备的切割装置，包括以下步骤：将松质骨原料放置于粗切割模块的粗切割承载部上；通过直线驱动组件驱动网格刀组件沿所述直线导向机构向下移动，使所述网格刀组件对松质骨原料进行切割，得到初切割骨条；

18、将所述初切割骨条放置于精细切割模块的骨条限位结构中；使所述第一杆件和第二杆件相对转动，使用平行刀片组件对所述初切割骨条进行第一次精细切割，得到骨片；将所述骨片绕自身长度方向旋转90°后再次放置于所述骨条限位结构中；再次使用所述平行刀片组件对所述骨片进行第二次精细切割，得到切割后骨条。

19、优选地，所述初切割骨条的截面边长为8 mm至12 mm；所述切割后骨条的截面边长为2 mm至4 mm。

20、与现有技术相比，本发明具备以下有益效果：

21、1、本发明切割装置通过粗切割模块和精细切割模块，使股骨头等松质骨原料能够先被切割成粗骨条，再进一步切割成截面尺寸较小的骨条，有利于降低直接对大块松质骨原料进行小尺寸切割的操作难度。

22、2、本发明切割装置通过在粗切割模块中设置网格刀组件，可在一次切割过程中对松质骨原料进行多道分割，有利于提高粗切割阶段的加工效率，并使所得粗骨条截面尺寸相对统一。

23、3、本发明切割装置通过第一杠杆、中间连杆、第二杠杆和推杆形成直线驱动组件，可在人工施力条件下驱动网格刀组件完成切割，不需要额外动力源，结构相对简单。

24、4、本发明切割装置通过设置直线导向机构对滑动刀座和网格刀组件进行导向，有利于改善人工直接切割时切割方向不稳定的问题。

25、5、本发明切割装置通过在粗切割承载部设置承载台、限位支架和限位螺钉，可对松质骨原料进行定位或辅助固定，有利于减少切割过程中的位置移动。

26、综上所述，本发明装置和方法能够在结构简单、便于人工操作的基础上，改善切割导向稳定性、骨条规格一致性和切割操作效率，尤其适用于同种异体骨骨条的生产。

1.一种用于松质骨骨条制备的切割装置，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的用于松质骨骨条制备的切割装置，其特征在于：所述直线驱动组件（4）包括第一杠杆（41）、第二杠杆（42）、中间连杆（43）、推杆（44）、滑动刀座（45）和支撑座（48）；所述支撑座（48）采用u形结构，所述u形结构包括底壁以及从所述底壁向上方延伸的第一侧臂和第二侧臂，所述第一侧臂的高度低于所述第二侧臂；所述第一侧臂的自由端与所述第一杠杆（41）的中部铰接，所述第二侧臂的自由端与所述第二杠杆（42）的中部铰接；所述第一杠杆（41）与所述第二杠杆（42）的相邻端部分别与所述中间连杆（43）的两端铰接；

3.根据权利要求2所述的用于松质骨骨条制备的切割装置，其特征在于：所述网格刀组件（3）包括网格刀（31）；所述网格刀（31）包括多个沿第一方向等间距布置的第一刀片和多个沿第二方向等间距布置的第二刀片，所述第一方向与所述第二方向相互垂直，并且均与水平方向平行；所述第一刀片与第二刀片交叉布置形成网格状切割刃。

4.根据权利要求3所述的用于松质骨骨条制备的切割装置，其特征在于：所述网格刀（31）中，相邻第一刀片之间的间距与相邻第二刀片之间的间距相等，使得所述网格状切割刃形成多个呈正方形排布的切割单元，所述切割单元用于在松质骨原料的有效切割区域内形成初切割骨条（8），所述初切割骨条（8）的长度与所述松质骨原料在切割方向上的厚度相对应，所述初切割骨条（8）沿长度方向的横截面形状与所述切割单元的形状相对应；

5.根据权利要求3所述的用于松质骨骨条制备的切割装置，其特征在于：所述网格刀组件（3）还包括刀具延长架（32），所述刀具延长架（32）布置于所述网格刀（31）和所述滑动刀座（45）之间，所述网格刀（31）与所述滑动刀座（45）通过所述刀具延长架（32）相连。

6.根据权利要求1所述的用于松质骨骨条制备的切割装置，其特征在于：所述粗切割承载部（2）包括承载台（21）和至少四个限位支架（22），各限位支架（22）沿同一圆周间隔均匀布置于所述承载台（21）上，每个限位支架（22）上设置有一个限位螺钉（23），所述限位螺钉（23）沿所述圆周的径向布置，并且与所述限位支架（22）螺纹连接；

7.根据权利要求6所述的用于松质骨骨条制备的切割装置，其特征在于：所述限位支架（22）与所述网格刀组件（3）的刀片错位布置，每个限位支架（22）位于所述网格刀组件（3）的相邻两片刀片之间。

8.一种松质骨骨条制备方法，其特征在于，所述松质骨骨条制备方法采用如权利要求1~7任一项所述的用于松质骨骨条制备的切割装置，包括以下步骤：将松质骨原料放置于粗切割模块的粗切割承载部（2）上；通过直线驱动组件（4）驱动网格刀组件（3）沿所述直线导向机构（5）向下移动，使所述网格刀组件（3）对松质骨原料进行切割，得到初切割骨条（8）；将所述初切割骨条（8）放置于精细切割模块的骨条限位结构（71）中；使所述第一杆件（6）和第二杆件（7）相对转动，使用平行刀片组件（61）对所述初切割骨条（8）进行第一次精细切割，得到骨片（9）；将所述骨片（9）绕自身长度方向旋转90°后再次放置于所述骨条限位结构（71）中；再次使用所述平行刀片组件（61）对所述骨片（9）进行第二次精细切割，得到切割后骨条（10）。

9.根据权利要求8所述的松质骨骨条制备方法，其特征在于：所述初切割骨条（8）的截面边长为8 mm至12 mm；所述切割后骨条（10）的截面边长为2 mm至4 mm。