镁合金冠脉支架支撑性能的研究

发布时间：2017-05-18 11:03

  本文关键词：镁合金冠脉支架支撑性能的研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：镁合金支架作为生物可降解支架的一种，目前已成为血管支架研究领域的热点。然而与不锈钢和钴铬合金支架相比，镁合金冠脉支架的径向支撑力较低，同时也不能达到与不锈钢和钴铬合金支架一样的机械性能，因此通过对镁合金支架结构进行优化设计，以此来弥补自身材料特性的不足。一般的冠脉支架是由支撑体和连接体组合而成，支撑体作为支架的重要组成部分之一，对支架的扩张性能以及包括支撑性能在内的各项力学性能都有着重要的影响。 本文利用有限元法分析镁合金冠脉支架的静态变形机理和生物力学性能，阐明支架在外载荷作用过程中的主要承载部位，揭示支架结构参数：壁厚，支撑体宽度以及支撑体曲率半径对其力学性能的影响规律；提出基于有限元分析的镁合金支架径向支撑刚度的计算方法，并对其进行对比分析；建立支架体外扩张测试系统和基于径向均匀加载的径向支撑刚度的测试实验方法，验证数值模拟的合理性和准确性。 本研究首先应用AutoCAD软件进行平面建模，SolidWorks软件建立整个支架系统的三维模型；其次利用Hpermesh软件对支架、球囊和压握壳分别进行网格划分；最后导入Aabaqus软件中进行有限元模拟分析。 本研究结果显示：增加支架壁厚对支架扩张时最大等效应力应变和安全系数没有影响，支架的径向回弹率有减小的趋势，其轴向缩短率和扩张不均匀性有递增的趋势，支架的径向支撑刚度也是呈递增趋势。随着支架支撑体宽度的增加支架的最大等效应力应变有增加的趋势，支架的径向回弹率和安全系数明显降低，但其轴向缩短率和扩张不均匀性有递增的趋势,支架的径向支撑刚度也是呈递增趋势。随着支架支撑体曲率半径的增加支架的最大等效应力应变有减小的趋势，，支架的径向回弹率和安全系数有上升的趋势，其轴向缩短和扩张不均匀性呈递减趋势，支架的径向支撑刚度也是呈递减趋势。对上述镁合金冠脉支架扩张过程和支撑性能的模拟分析可为可降解支架的设计和开发提供了更加科学的指导。
【关键词】：镁合金 冠脉支架 力学性能 支撑性能 有限元分析
【学位授予单位】：内蒙古工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：R541.4;R318.11
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-9
• 第一章 绪论9-18
• 1.1 研究背景9-10
• 1.2 冠脉狭窄的介入治疗10-14
• 1.2.1 介入治疗的起源和发展10
• 1.2.2 PTCA 术10-11
• 1.2.3 支架植入术11-12
• 1.2.4 药物洗脱支架12-13
• 1.2.5 生物可降解支架13-14
• 1.3 支架的力学性能14
• 1.4 可降解镁合金支架14-15
• 1.5 论文选题意义和研究内容15-18
• 1.5.1 选题意义15-16
• 1.5.2 研究内容16-18
• 第二章 冠脉支架的有限元模型18-29
• 2.1 血管支架有限元模拟研究现状18-19
• 2.2 软件介绍19-22
• 2.2.1 AutoCAD 软件19-20
• 2.2.2 Soild Works 软件20-21
• 2.2.3 HyperMesh 软件21
• 2.2.4 Abaqus 软件21-22
• 2.3 几何模型的建立22-25
• 2.3.1 支架材料模型22
• 2.3.2 支架几何模型22-24
• 2.3.3 球囊和压握壳的几何模型24-25
• 2.4 有限元模型的建立25-28
• 2.4.1 支架网格模型25-27
• 2.4.2 球囊和压握壳的网格模型27-28
• 2.5 本章小结28-29
• 第三章 支撑体厚度对支架支撑性能的影响29-40
• 3.1 静态耦合过程29-31
• 3.1.1 几何模型29-30
• 3.1.2 边界条件30
• 3.1.3 载荷定义30-31
• 3.2 径向支撑刚度的有限元分析方法31-32
• 3.2.1 几何模型31-32
• 3.2.2 边界条件32
• 3.2.3 载荷定义32
• 3.3 有限元分析结果32-39
• 3.3.1 静态分析结果32-37
• 3.3.2 支撑性能有限元分析结果37-39
• 3.4 本章小节39-40
• 第四章 支撑体宽度对支架支撑性能的影响40-47
• 4.1 静态分析结果40-45
• 4.1.1 应力应变分析结果40-44
• 4.1.2 力学性能分析结果44-45
• 4.2 支撑性能有限元分析结果45-46
• 4.3 本章小节46-47
• 第五章 支撑体曲率半径对支架支撑性能的影响47-54
• 5.1 静态分析结果47-52
• 5.1.1 应力应变分析结果47-51
• 5.1.2 力学性能分析结果51-52
• 5.2 支撑性能有限元分析结果52-53
• 5.3 本章小节53-54
• 第六章 实验验证54-62
• 6.1 静态分析过程的实验验证54-57
• 6.1.1 实验器材54-55
• 6.1.2 实验方法55-56
• 6.1.3 有限元分析56
• 6.1.4 对比分析结果56-57
• 6.2 支撑性能的实验验证57-61
• 6.2.1 实验器材57-58
• 6.2.2 实验方法58-59
• 6.2.3 对比分析结果59-61
• 6.3 本章小结61-62
• 第七章 总结与展望62-64
• 7.1 本文工作总结62
• 7.2 本文的主要贡献和创新点62
• 7.3 今后研究工作的展望62-64
• 参考文献64-68
• 致谢68-69
• 作者简介69-70

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前7条

1 申祥;倪中华;;生物可降解镁合金支架的扩张性能[J];东南大学学报(自然科学版);2008年01期

2 陈华;赵仙先;;生物可降解镁合金支架研究现状[J];介入放射学杂志;2011年01期

3 倪中华;王跃轩;程洁;;球囊扩张式冠脉支架扩张变形机理数值模拟方法[J];机械工程学报;2008年01期

4 王伟强;王丽;杨大智;齐民;;血管支架有限元优化设计[J];生物医学工程学杂志;2008年02期

5 董瑞琪;蒋文涛;郑庭辉;晏菲;樊瑜波;;药物洗脱支架在弯曲动脉中药物沉积量的数值分析[J];医用生物力学;2011年01期

6 高润霖;关于“药物洗脱支架”和“涂层支架”的名词解释[J];中华心血管病杂志;2003年11期

7 黄远,李林安,刘文西;医用心血管支架的非线性有限元分析[J];中国生物医学工程学报;2003年02期

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本文编号：375847