镁合金冠脉支架结构设计及其优化

发布时间：2017-06-19 04:04

  本文关键词：镁合金冠脉支架结构设计及其优化，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：冠状动脉粥样硬化是当代社会威胁人类生命的主要心血管疾病之一。目前临床上支架植入术是治疗冠状动脉狭窄的主要方法。支架发展至今主要包括传统金属裸支架、药物洗脱支架以及生物可降解支架。其中，生物可降解支架是支架领域发展的主要方向，包括生物可降解聚合物支架、生物可降解铁基支架和生物可降解镁合金支架。镁合金支架以良好的生物相容性被大众所重视，但镁合金材料本身具有延伸率低的缺点，致使支架在扩张时产生断裂失效的问题，严重制约了镁合金支架的发展。 支架在整个耦合过程中会经历弹性变形以及大的塑性变形，由于材料本身塑性变形能力较差，所以支架在变形过程中出现较明显应力集中，从而导致支架发生断裂失效。因此，降低支架应力应变是改善断裂失效问题的有效手段之一。本研究为了降低支架应力应变，利用有限元技术对改变参数后的支架进行模拟仿真分析，重点研究一种镁合金支架结构的初始直径、支撑体长度和周向支撑体个数对支架扩张性能及力学性能的影响，从而达到参数优化的目的，找到适合镁合金支架的结构。并通过实验方法验证有限元模拟结果的合理性。 研究结果表明，当初始直径减小时，支架最大应力应变分别呈减小趋势，且压握与扩张阶段的径向回弹率、轴向伸长率和压握不均匀性亦相应减小，而轴向缩短率、扩张不均匀性和安全系数则相应增大。当支撑体长度增大时，支架最大应力应变以及轴向伸长率和轴向缩短率呈下降趋势，而整个阶段的径向回弹率、压握不均匀性、扩张不均匀性和安全系数则呈上升趋势。当周向支撑体个数增加时，支架最大应力应变以及轴向伸长率、压握不均匀性、轴向缩短率和扩张不均匀性呈递减趋势，而整个耦合过程中支架的径向回弹率及安全系数则呈递增趋势。当三个参数同时改变时，支架最大应力应变仍相应减小；轴向伸长率、压握不均匀性和轴向缩短率随参数变化依次减小，径向回弹率、扩张不均匀性及安全系数依次增大。综上说明无论改变单一参数还是同时改变多个参数均可对支架起到优化作用，有效地降低支架最大应力应变，加大支架安全系数，提高支架安全性能。 此外，实验结果表明，支架应力集中处与有限元分析结果相一致，且生物力学性能基本一致。说明通过对支架进行体外扩张测试验证了有限元模拟结果的合理性与可靠性，为镁合金冠脉支架的结构设计与优化提供科学的参考依据。
【关键词】：镁合金冠脉支架 扩张性能 力学性能 结构优化 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
• Abstract4-8
• 第一章 绪论8-18
• 1.1 冠状动脉粥样硬化概述8
• 1.2 冠状动脉狭窄的治疗8-11
• 1.2.1 介入治疗9-10
• 1.2.2 外科治疗10-11
• 1.3 支架的发展11-12
• 1.3.1 支架的起源与发展11-12
• 1.3.2 生物可降解支架12
• 1.4 镁合金支架研究现状12-14
• 1.4.1 国外研究现状12-13
• 1.4.2 国内研究现状13-14
• 1.5 研究内容、目的与意义14-18
• 1.5.1 研究目的与意义14
• 1.5.2 研究内容14-18
• 第二章 有限元及支架模型18-30
• 2.1 计算机在支架领域的应用18-19
• 2.1.1 有限元概述18-19
• 2.2 支架模型19-26
• 2.2.1 材料的选用20-21
• 2.2.2 建立支架几何模型21-23
• 2.2.3 网格模型23-26
• 2.3 接触、约束与载荷26-27
• 2.4 支架力学性能指标27-29
• 2.5 本章小结29-30
• 第三章 初始直径对支架力学性能的影响30-38
• 3.1 前处理30-32
• 3.1.1 载荷与分析步31-32
• 3.2 有限元结果与分析32-36
• 3.2.1 支架变形行为分析32-33
• 3.2.2 支架应力应变分析33-36
• 3.3 力学性能分析结果36-37
• 3.4 本章小结37-38
• 第四章 支撑体长度对支架力学性能的影响38-46
• 4.1 载荷与分析步38-39
• 4.2 有限元结果与分析39-44
• 4.2.1 支架变形行为分析39-40
• 4.2.2 支架应力应变分析40-44
• 4.3 力学性能分析结果44-45
• 4.4 本章小结45-46
• 第五章 周向支撑体个数对支架力学性能的影响46-53
• 5.1 载荷与分析步46-47
• 5.2 有限元结果与分析47-51
• 5.2.1 支架变形行为分析47
• 5.2.2 支架应力应变分析47-51
• 5.3 力学性能分析结果51-52
• 5.4 本章小结52-53
• 第六章 支架结构优化与实验验证53-62
• 6.1 支架结构优化53-58
• 6.1.1 优化参数53-54
• 6.1.2 载荷与分析步54-55
• 6.1.3 有限元结果分析55-57
• 6.1.4 力学性能分析57-58
• 6.2 实验验证58-61
• 6.2.1 实验简介58-59
• 6.2.2 实验结果与分析59-61
• 6.3 本章小结61-62
• 结论62-63
• 参考文献63-67
• 致谢67-68
• 作者简介68-69

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前8条

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本文编号：461477