Mg-Zn-Y-Nd合金冠脉支架降解过程的模拟

发布时间：2017-12-14 23:37

  本文关键词：Mg-Zn-Y-Nd合金冠脉支架降解过程的模拟

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【摘要】：生物医用镁合金是新一代可降解冠脉支架制备材料之一。但是镁合金的降解速率过快,导致其不能够满足冠脉支架服役周期要求,这成为限制镁合金冠脉支架进入临床应用的关键性问题。目前关于镁合金材料体外模拟体液静态腐蚀的文献很多,而关于体内降解及降解模拟的报导很少。而镁合金的体外腐蚀忽略了血液流动以及冠脉支架结构对镁合金腐蚀的影响,造成其与实际情况存在很大偏差,因此有必要将血液流动及冠脉支架结构因素考虑在内来更真实的再现镁合金冠脉支架在血管内的腐蚀情况。本文针对所设计的Mg-Zn-Y-Nd合金特殊的腐蚀机制,有针对性的建立了镁合金冠脉支架均匀腐蚀和点蚀复合机制下的降解模型,并对不同连接筋形状以及不同厚度的镁合金冠脉支架采用Ansys中的CFX模块进行了降解模拟分析,以求能够通过结构改进来提高新型冠脉支架的耐腐蚀性能。结果表明:该降解模型能够定性定量的模拟出镁合金冠脉支架在结构以及血液流动影响下的腐蚀速率分布情况,能够显示支架腐蚀速率最快的区域,进而达到避免支架在血管中的塌陷风险,同时对支架设计优化起到指导作用。模拟结果显示:不同类型支架降解速率最快区域均位于支架结构的圆弧处及支撑单元两U型环结合处;相对于S型连接筋,L型连接筋具有更好的降解性能;厚度对镁合金腐蚀速率分布规律影响不大,但随着厚度的增加,腐蚀区域范围扩大,提高了冠脉支架的整体降解速率;镁合金冠脉支架的腐蚀受血液流速分布及氯离子浓度分布的影响,其中氯离子浓度分布对冠脉支架降解速率分布的影响最大,两者的高浓度或高腐蚀速率区相互对应;此外,氯离子的不均匀分布与冠脉支架结构对血液流速的影响有关,支架附近流速梯度小的地区氯离子分布也更均匀,而速度梯度大的地方氯离子浓度分布呈现出偏聚现象。针对冠脉支架的降解模拟结果进行了动态降解实验验证,结果表明:动态降解结果与计算模拟结果基本相吻合;支架腐蚀速率较快处腐蚀形貌主要表现为点蚀坑;支架支撑单元两U型环连接处及支撑单元与连接筋结合处腐蚀速率均较快;S型连接筋的腐蚀速率较L型连接筋的腐蚀速率快;同时发现当S与L型连接筋有规律分布在单一支架上时,相互之间发生影响,造成L型连接筋腐蚀速率加快,而S型连接筋的腐蚀速率变慢;从支架整体结构不发生塌陷的角度上考虑,3S3L型支架优于6L型支架,而6L型支架优于6S型支架。
【学位授予单位】：郑州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TG146.22;R318.08

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本文编号：1289811