血管支架服役期强度及疲劳性能分析

发布时间：2020-04-05 06:48

【摘要】：血管支架介入术作为治疗心血管疾病最有效的治疗手段重要性逐年提高。目前,在支架治疗血管疾病领域,主要研究支架系统的材料、结构和植入安装过程,而对于患处支架系统服役状态下分析尚且不足。因此,对服役期支架强度及疲劳分析将会对治疗后患处有更深入的把控。应用了有限元法分析支架植入的狭窄恢复情况,此外,讨论了支架系统与血液流场耦合,并且将变化的流场载荷作为支架服役期状态下性能分析新的关键因素。具体内容为:通过对植入阶段支架组合模型的数值模拟,对比镁合金和不锈钢材料支架,发现两种材料支架的极大值应力点和危险点均在支撑体内表面附近区域,由此得到回弹率和狭窄率等相应参数的变化;分析流固耦合过程的组合模型中支架为变形后几何,讨论速度、压力和壁面剪应力等血流参数角度对支架植入的恢复效果和隐患,得到血流载荷作用下支架上应力分布最值作为疲劳分析的载荷幅值;通过将作用在变形后支架上的血液载荷作为疲劳分析交变载荷,拟合SN曲线进行疲劳寿命和损伤位置预测,得出在不考虑血流腐蚀情况下镁合金和不锈钢两种材料的寿命均在人体使用安全寿命以上;优化对比分析表面粗糙度、过载灵敏度、残余应力和算法修正等情况对寿命评估的影响。
【图文】：

通过对支架在球囊扩张回弹的植入过程和血液脉动载荷工作状态下的力学性能有限元模拟分析，了解支架正常工作机制，以及发生再狭窄及其他血管病变可能性的探究，为正确有效评估支架作用效果提供参考。图1.1为支架术后再狭窄问题，分别代表手术1个月后，4个月后，12个月后，24个月后血管内狭窄情况。可以发现术后作用效果也会随着时间的推移产生不同程度的影响，因此制备更加完善的支架植入设备以及为术后再狭窄问题找到新的解决途径是新一代血管支架所面临的根本问题，由于支架作用人体部位的植入特殊性和外来物影响，因此应用有限元数值仿真计算可以带来很好的模拟效果。

血管支架[3]从其结构特点和制备工艺上来看是一种管网状结构，如图1.2所示，一般直径2mm~6mm，壁厚0.1mm~0.2mm不等；同样的，支架植入长度、所需弯折角度和曲率半径等均受患处血管几何参数以及临床实际需求的影响。球囊扩张支架除支架自身以外，还需要有配套使用的球囊和导管结构，而记忆合金或者超弹性金属材料的自扩张支架依靠于材料本身温度或者时间作用自我发生可控膨胀来对狭窄血管取得相同扩张支撑作用，不论何种扩张方式，都是为了恢复血管正常生理输血功能。图 1.2 血管支架临床操作（图片来源于网络）血管支架(Stent)一词是以牙医CharlesThomasStent名字命名。Dr.Stent于1807年10月17日出生于英国布莱顿，是伦敦的一名牙医，最著名的当属改善和修改牙胶的义齿基托，，同时创造了支架的复合，使其成为牙科材料的实用性印象，这也直接影响了后来用于改善血管内支撑作用的支架。1969年血管支架的概念首先由Dotter[4]提出
【学位授予单位】：哈尔滨工程大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：R318.08;O346.2

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 赵亮;徐艳丽;何孟;李敏;;骨髓间充质干细胞复合蛛丝蛋白血管支架构建小直径组织工程血管的研究[J];中国生物医学工程学报;2015年01期

2 刘媛媛;向科;李瑜;陈海萍;胡庆夕;;结合生物3D打印和静电纺丝制备复合生物可吸收血管支架用于血管狭窄治疗（英文）[J];Journal of Southeast University(English Edition);2015年02期

3 贾敬选;赵美英;;中医药在脑血管支架置入后防治并发症中的作用[J];中国医药指南;2014年30期

4 刘少河;;脑血管支架置入对脑梗死的预防作用[J];现代预防医学;2012年15期

5 向萍;李敏;;静电纺丝制备小直径血管支架[J];材料导报;2011年03期

6 刘博;吴邦理;张学虎;张涛;;脑血管支架的临床应用及其并发症[J];中国组织工程研究与临床康复;2009年39期

7 涂秋芬;张怡;李艳;陈槐卿;;一种新型的脱细胞组织工程血管支架的构建和评价[J];生物医学工程学杂志;2007年02期

8 徐国辰;血管支架的类别及其特性[J];心血管病学进展;1995年02期

9 徐国辰;血管支架的临床应用及其进展[J];心血管病学进展;1995年02期

10 ;国产第一代含药缓释血管支架在沪诞生[J];健康大视野;2005年11期

相关会议论文 前10条

1 乔爱科;任庆帅;;支撑筋截面不同的血管支架的疲劳寿命模拟分析[A];第十一届全国生物力学学术会议暨第十三届全国生物流变学学术会议会议论文摘要汇编[C];2015年

2 韦玲玲;陈强;李志勇;;基于有限元的血管支架连接筋的结构优化设计及其评估[A];中国力学大会-2015论文摘要集[C];2015年

3 邵长飞;董何彦;刘振峰;;动脉血管支架设计与支撑性能研究[A];第七届中国功能材料及其应用学术会议论文集（第2分册）[C];2010年

4 李宁;顾元宪;;血管支架静力学模拟的建模简化方案[A];大连理工大学生物医学工程学术论文集（第2卷）[C];2005年

5 田杨;黄耀熊;;不锈钢血管支架的力学研究[A];第十次中国生物物理学术大会论文摘要集[C];2006年

6 王国辉;王盛强;徐益民;;血管支架的加速疲劳测试[A];2007第一届全国介入医学工程学术会议论文汇编[C];2007年

7 赵丽娇;孙锟;陈笋;冯其茂;王剑;;小儿生物可降解血管支架新型材料细胞毒性评价[A];2012年江浙沪儿科学术年会暨浙江省医学会儿科学分会学术年会、儿内科疾病诊治新进展国家级学习班论文汇编[C];2012年

8 劳永华;刘志全;支晓兴;黄岳山;;血管支架镁合金材料改性表面的血液流场分析[A];第十届全国生物力学学术会议暨第十二届全国生物流变学学术会议论文摘要汇编[C];2012年

9 王飞;高绍武;董智慧;;某型号心血管支架有限元分析[A];第九届中国CAE工程分析技术年会专辑[C];2013年

10 吴桐;莫秀梅;;双向梯度静电纺丝法制备多层结构复合纳米纤维血管支架[A];中国化学会第29届学术年会摘要集——第31分会：静电纺丝技术与纳米纤维[C];2014年

相关重要报纸文章 前10条

1 记者 刘新英;药物血管支架在我市试生产[N];日照日报;2008年

2 西南交通大学 杨苹 黄楠;血管支架发展的历史与未来[N];四川科技报;2015年

3 王聪 蔡天智;去年我国血管支架贸易逆差明显[N];医药经济报;2013年

4 特约撰稿 徐铮奎;中低价位血管支架市场潜力巨大[N];医药经济报;2010年

5 余光明;安放血管支架后怎样进行综合治疗[N];家庭医生报;2008年

6 胡德荣;国产含药缓释血管支架“出炉”[N];健康报;2004年

7 叶国标;国产含药缓释血管支架诞生[N];中国医药报;2004年

8 本报记者　 周东;不迷信权威瞄准第三代中孵友信血管支架突围[N];中国高新技术产业导报;2006年

9 本报记者　 赖强;血管支架过度“介入”反思[N];医药经济报;2006年

10 特约撰稿 徐铮奎;植入式血管支架嬗变谋新生[N];医药经济报;2013年

相关博士学位论文 前10条

1 李向阳;金属-酚（胺）化学构建一氧化氮催化涂层应用于血管支架的研究[D];西南交通大学;2019年

2 徐双悦;小口径脱细胞血管支架制备方案的优化、评价及其异种原位移植的初步研究[D];厦门大学;2017年

3 亦桐;脂肪细胞的分泌功能影响脱细胞血管支架在动物体内钙化进程的研究[D];北京协和医学院;2018年

4 赵帆;双重可控式编织自增强型可降解血管支架的设计制备及构效关系[D];东华大学;2019年

5 王军;血管支架材料表面改性及其与血液的界面作用机制[D];南昌大学;2018年

6 林继兴;新型血管支架用β型Ti-Ta-Hf-Zr合金设计及组织、性能研究[D];吉林大学;2017年

7 邢s

本文编号：2614688