專利名稱：硬組織薄片切割機的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種將硬組織切成薄片的切割機。
背景技術：
在醫療、教學、科研工作中，常需要觀察人體硬組織(牙齒、骨質)的正常顯微結構及病理變化。為此，需將所觀察組織制成極薄的薄片在顯微鏡下觀看。傳統的方法有兩種一是將所觀察的標本進行脫鈣切片后觀察，這樣勢必破壞鈣組織結構。二是將所觀察標本不脫鈣用鋸鋸成一定厚度的塊狀，再用磨石磨成所需厚度的薄片，這種方法雖然能保證鈣組織細微結構的完整性，但所鋸牙片過厚，損失組織多，且磨薄的工作量大，工效低，難以滿足教學工作的需要和科研的多向性。口腔硬組織硬切割機是在不脫鈣的情況下，用機械方式將標本制成切片，然后稍加磨薄可成為在顯微鏡下觀察的標本。傳統方法制作硬組織磨片，一顆牙齒僅可制作1～2張切片，制1張片約30～35小時。
南京醫科大學設計出《一種醫用硬組織薄片切割機》(專利號94241569)，它是一種將牙齒等硬組織在不作脫鈣處理的情況下直接一次性切成薄片的切割機，旋轉電機固定在外殼內，電機軸上固定有金鋼石刀片，大工作臺位于外殼內的滑槽上，并與搖柄5所接螺桿固定，調節螺桿固定在平板上，此平板置于大工作臺上，并由緊固螺釘固定，換向器與調節螺桿依螺紋連接，換向器內有插槽，標本架的插桿插入插槽內，由螺釘固定。
發明內容
本發明的目的是提供一種可以從不同的角度將硬組織硬切在不脫鈣的情況下，切成0.1～0.2mm厚的完整均勻薄片，切割效率高、精度高的硬組織薄片切割機。
本發明的目的的實現方式為，硬組織薄片切割機，電機12固定在可橫向運動和縱向運動的工作臺面13上，電機軸上有活動式金鋼砂片11，組織塊夾10與球芯旋轉裝置9螺紋連接，球芯旋轉裝置9裝在滑塊4內，滑塊4與旋轉搖柄3連接，其上有水平調節螺桿2、垂直調節螺桿5，機座1有供滑塊4上下運動的燕尾槽7，滑板14通過螺桿19與位于機座1滑槽內的刻度轉盤推進器18連接在一起，滑板14與螺桿19之間有齒輪28、齒條27，工作臺面13與滑條15固接在一起，滑板14上部有凹槽，凹槽與滑條15兩邊有供四對滾珠29橫向移動的滾珠導軌30，下部有嵌入機座1的凹槽，凹槽兩邊與機座1兩邊有供四對鋼球25縱向移動的滾珠導軌26。
機座1上有冷卻水箱6，冷卻水箱6的出水管終端對準金鋼砂片11。
本硬組織薄片切割機的組織塊夾可前后、上下運動，活動式金鋼砂片可以從不同的角度將硬組織硬切在不脫鈣的情況下切成0.1～0.2mm厚的完整均勻薄片，達到了硬組織硬切的薄度要求，切出的薄片光滑、平展、完整、均勻。本發明不僅適用于牙齒組織磨片的制作，還可用于硬組織病理學切片的診斷、實驗觀察，古生物學中硬組織切片觀察，珠寶行業的切割、磨削以及工藝品的制作等。如更換工作頭，不僅可切，還具有磨削、鉆的功能，因此，應用領域非常廣泛。
本硬組織薄片切割機結構合理、操作簡單、成本低、體積小、重量輕，不需專門的安裝基礎構架，能應用于醫院、醫學院校、科研、地質、古生物及寶石工藝品類加工等行業。
圖1是本發明結構主視2是本發明結構俯視圖；圖3是工作臺面縱向運動原理4是工作臺面橫向運動原理5是組織塊夾上下運動機構結構6是球芯旋轉機構結構7是控制片結構8是釉柱縱斷面9是釉質生長線縱斷面10是釉柱橫斷面11是釉質生長線橫斷面12是球間牙本質、牙小管縱斷面13是牙小管橫斷面圖具體實施方式
本硬組織薄片切割機由電機12、工作臺面13、滑板14、滑條15、活動式金鋼砂片11、組織塊夾10、球芯旋轉裝置9、滑塊4相連，滑塊4、旋轉搖柄3、水平調節螺桿2、垂直調節螺桿5、機座1、螺桿19、刻度轉盤推進器18及由齒輪28、齒條27組成的傳動部件，由鋼球、滾珠導軌組成的移動部件組裝而成。
參照圖1，考慮到硬組織脆性較大，為保證切出的薄片光滑、平展、完整、均勻，在本機的設計中采用金鋼砂片作為切削刀具，微刃切削的工藝性要求砂片在高速下作業，本發明的電機12選擇直流高轉速電機。中軸轉子由4個軸承固定，穩定性好，轉動精度高。由調節器16調節電機的轉速和切換轉動方向，轉速可調范圍為0～35000轉/分。電機固定在可橫向運動和縱向運動的工作臺面13上。本發明由腳踏開關17控制電機工作。
參照圖1、3、4，本發明為了達到硬組織硬切在不脫鈣的情況下的技術要求—既不損傷硬組織的正常及病理顯微結構，又達到硬組織硬切的薄度極限的總體技術目標，滑板14上部有凹槽，凹槽與滑條15兩邊有供四對滾珠29橫向移動的滾珠導軌30，工作臺面13與滑條15固接在一起，故滑條可帶著工作臺面作0～65mm的橫向直線運動；滑板14下部有嵌入機座1的凹槽，凹槽兩邊與機座兩邊有有供四對鋼球25縱向移動的滾珠導軌26，故滑板可帶著工作臺面作行程為0～40mm的縱向直線運動。本發明采用了鋼球在滾珠導軌中作高精度的直線滾動技術，其驅動力要求低，無滑動時的低速爬行現象，運動平穩性好、精確度高，使切割平面的光滑平展。
滑板14通過螺桿19與位于機座1滑槽內的刻度轉盤推進器18連接在一起，切深量由刻度推進器控制，刻度轉盤23每轉動一格，工作臺面縱向進給0.1mm，金鋼砂片11能精確切下0.1～0.2mm厚的完整薄片，達到了硬組織硬切割薄片的極限。通過齒輪28、齒條27的傳動，對縱向運動深度進行微調，即調整切割的厚度，位置確定后由固定螺桿20固定。本發明可將所需的微小切割厚度放大到便于人工控制的刻度轉盤23上進行操作，故精確度高。
參照圖5，旋轉搖柄3，可使曲柄滑塊機構中的滑塊4在燕尾槽7中作上下往復垂直運動，組織塊央10作為曲柄滑塊機構的一個構件也隨著上下運動，直線運動精度高。參照圖6a，滑塊4內裝有一個球芯旋轉裝置9，控制片31插入垂直調節螺桿5下部的槽內，通過銷33固定，球芯旋轉裝置9的球芯桿32插入控制片的孔35內，向上、向下旋轉垂直調節螺桿5，控制片向下、向上作垂直方向30°擺角運動，球芯桿帶著球芯旋轉裝置9作垂直方向30°的擺角運動；參照圖6b、7，控制片31插入水平調節螺桿2后部的槽內，并通過銷34固定，球芯旋轉裝置9的球芯桿32插入控制片的弧形孔36內，順時針、反時針旋轉水平調節螺桿2，控制片反時針、順時針作水平方向30°的擺角運動，球芯桿帶著球芯旋轉裝置9作水平方向30°的擺角運動。組織塊夾10與球芯旋轉裝置9螺紋連接，整個組織塊夾可繞球面閥芯作旋轉360°運動，從而能使金剛砂片11有選擇性地多角度進行切割。當角度調整好后，推緊固定桿24予以固定。
參照圖1，機座1上方安有冷卻水箱6，水箱的出水管終端對準金鋼砂片11，中部有水控開關22控制水的流量。水用來降低金鋼砂片因工作所產生的熱量，金鋼砂片工作部位用有機玻璃防水罩8罩住，以防冷卻水飛濺。
用本發明進行切割的操作流程如下1、將被切的硬組織用牙托粉材料按照所切的方向半包埋在組織基座上，再安放在組織塊夾10上，在裝夾時，大致調整方向角度后，確定切割方向后，推緊固定桿24固定；2.安放金鋼砂片11、防水罩8，打開水控開關22；3.調整電機12的轉速和轉動方向后，由腳踏開關17控制電機啟動以開始切割；4.在切割時，通過調整刻度轉盤推進器18，控制切割厚度，調整好刻度轉盤23后，擰緊固定螺絲20定位，用左手控制工作臺面13，使切割電機工作臺面13作左右橫向切割，右手控制旋轉搖柄3，使滑塊4帶著組織塊夾10作上下垂直運動切割，結合電機工作臺面的橫向運動和組織塊夾的上下垂直運動的協調切割，可將硬組織作360°方向向心性切割，直至將切割薄片切落在接片盒21內為止。
用本硬組織薄片切割機所切的硬組織標本可達到很薄，只需稍磨便可染色，而且效果極佳，光鏡觀察，硬組織結構非常清晰，完全能滿足教學的需要和科研的要求。這從以下的圖片可以清楚看出。
從圖8中可清楚看出牙釉柱的縱行斷面×400形態與排列方向，聯系臨床學生完全可理解手術劈裂釉質時，施力方向必需盡量與釉柱排列方向一致。以及懸空的釉柱不宜保留。從圖9中可清楚看出釉柱橫斷面×400的橫紋呈魚鱗狀，也能理解釉質發育期間基質節律性的沉積問題，清楚顯示了釉柱之間的結構關系。
從圖9、11可清楚看出釉質生長線縱、橫斷面，縱面可見生長線自釉質牙本質界向外，沿著釉質形成的方向分布在橫斷面，生長線呈同心環狀排列似樹的年輪，這樣可理解釉質發育的狀況。釉板清晰可見，能使學生對齲病發生的原因有初步認識。
從圖12、13可清楚看出牙小管的形態與走向，越向表面越細，且排列稀疏，沿途有許多側支，而且也可進一步讓學生理解釉梭和托姆斯顆粒層的含義以及球間牙本質的理解，如此同時，在牙小管的橫斷面，也能清楚分清管周牙本質、管間牙本質等等。
用本發明與用傳統方法制作硬組織磨片作了對比試驗，證明本發明具有以下優點1、工效高，能滿足教學中的大量需要以制作牙磨片為例，傳統方法制1張片約30～35小時，而用本發明制片僅需15～20分鐘，若以學生人數為100人計，為每人提供1張教學片，制作100張牙磨片所需的時間見下表
從表中可知，本發明制作牙磨片的工作效率是傳統方法的100倍，因此，本發明工效高，可保證教學中的大量需要。
2、浪費少，能充分利用資源制作牙片過程中，因牙拔除后離體時間長，脆性大，手工鋸時稍不留意造成切片破裂而廢棄，因此傳統制作方法一顆牙齒僅可制作1～2張切片，而用本發明可將一顆牙切成6～8張切片，在當今正常牙體來源越來越少的情況下，顯示了其強勁的優勢。特別在古生物、考古、珠寶制作等行業，標本來源非常寶貴，如制作過程中損壞，將會造成極大的浪費或無可挽回的損失。
權利要求
1.硬組織薄片切割機，其特征在于電機(12)固定在可橫向運動和縱向運動的工作臺面(13)上，電機軸上有活動式金鋼砂片(11)，組織塊夾(10)通過球芯旋轉裝置(9)與滑塊(4)相連，滑塊(4)與旋轉搖柄(3)連接，其上有水平調節螺桿(2)、垂直調節螺桿(5)，機座(1)有供滑塊(4)上下運動的燕尾槽(7)，滑板(14)通過螺桿(19)與位于機座(1)滑槽內的刻度轉盤推進器(18)連接在一起，滑板(14)與螺桿(19)之間有齒輪(28)、齒條(27)，工作臺面(13)與滑條(15)固接在一起，滑板(14)上部有凹槽，凹槽與滑條(15)兩邊有供四對滾珠(29)橫向移動的滾珠導軌(30)，下部有嵌入機座(1)的凹槽，凹槽兩邊與機座(1)兩邊有供四對鋼球(25)縱向移動的滾珠導軌(26)。
2.根據權利要求1所述的硬組織薄片切割機，其特征在于滑塊(4)內裝有一個球芯旋轉裝置(9)，控制片(31)插入垂直調節螺桿(5)下部的槽內，通過銷(33)固定，球芯旋轉裝置(9)的球芯桿(32)插入控制片的孔(35)內
3.根據權利要求1所述的硬組織薄片切割機，其特征在于控制片(31)插入水平調節螺桿(2)后部的槽內，并通過銷(34)固定，球芯旋轉裝置(9)的球芯桿(32)插入控制片的弧形孔(36)內
4.根據權利要求1所述的硬組織薄片切割機，其特征在于機座(1)上有冷卻水箱(6)，冷卻水箱(6)的出水管終端對準金鋼砂片(11)。
全文摘要
硬組織薄片切割機，涉及一種將硬組織切成薄片的切割機。它由電機、工作臺面、活動式金鋼砂片、組織塊夾、球芯旋轉裝置、旋轉搖柄、調節螺桿、機座、刻度轉盤推進器及由齒輪、齒條組成的傳動部件，由鋼球、滾珠導軌組成的滾動旋轉部件組裝而成。本硬組織薄片切割機的組織塊夾可前后、上下運動，活動式金鋼砂片可以多角度、垂直平面內360°向心性地從不同的角度將硬組織在不脫鈣情況下硬切成0.1～0.2mm厚的完整、均勻薄片，達到了硬組織硬切的薄度要求，切出的薄片光滑、平展、完整、均勻。本硬組織薄片切割機成本低、體積小、重量輕，不需專門的安裝基礎構架，能應用于醫院、醫學院校、科研、地質、古生物及寶石工藝品類加工等行業。
文檔編號B26D3/28GK1693041SQ20051007562
公開日2005年11月9日 申請日期2005年6月1日 優先權日2004年12月27日
發明者方凱 申請人:咸寧學院