生物可降解血管支架微注塑成型技术基础研究

发布时间：2017-07-31 21:22

  本文关键词：生物可降解血管支架微注塑成型技术基础研究

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【摘要】：生物可降解聚合物血管支架是血管支架最具有潜力的发展方向,其不仅具有良好的生物相容性能,而且在经过暂时的支撑血管壁后最终降解成二氧化碳和水,对人体无刺激,减少了血栓和再狭窄的发生,能够对病变处血管保持通畅提供更好的治疗。目前,血管支架的成型主要依靠激光加工的方式实现,激光加工虽然可以保证完整的血管支架结构,但存在影响较大的热影响区,同时制造成本较高,生产效率和成品率较低,这导致了血管支架高昂的售价。因此,本文主要以生物可降解聚合物血管支架为研究对象,对生物可降解材料、支架结构、膨胀过程、微注塑模具设计、加工及注塑成型实验进行了较全面的探索和研究。 首先,本文对血管支架的生物可降解聚合物改性聚乳酸材料特性进行了研究。主要从材料的DSC热分析、拉伸性能测试、流变实验三个方面分析了改性聚乳酸材料的材料特性、力学强度、流变特性。研究表明,通过一定的降温速率可以得到完全结晶的改性聚乳酸材料,获得相对力学性能更好的聚合物；在剪切速率增大的初期,改性聚乳酸材料的剪切粘度与温度有关,随着剪切速率的增大,温度对剪切粘度的影响逐渐减小。 其次,利用有限元方法模拟分析了血管支架的膨胀过程。根据血管支架设计技术要求,提出一种新型支架结构,采用计算力学和有限元方法,研究其膨胀过程,并通过对比金属材料血管支架的膨胀特性,分析了聚乳酸材料血管支架的膨胀性能。研究表明,具有内凹式支撑单元的支架不仅具有较好的相对变形量,还具有良好的均匀膨胀性能,可以有效抑制支架在膨胀过程中的不均匀膨胀；相比于金属血管支架,生物可降解聚乳酸血管支架具有更好的柔顺性和均匀膨胀性,但其弹性回弹较大,则需要进一步的改善。 再次,根据提出的生物可降解血管支架结构设计了微注塑成型模具。针对设计的血管支架结构特点,结合微小型塑料件的注塑模具设计技术,对模具的整体结构和开模过程进行了分析,确定血管支架微注塑模具结构设计方案,并详细设计了血管支架微注塑模具。 最后,采用合理微细加工与精密加工技术制造了生物可降解血管支架微注塑模具,并进行了注塑成型实验。首先,采用车铣复合加工中心及立式加工中心等设备制造了血管支架的微注塑成型模具。然后,进行注塑成型实验,研究了不同熔体温度、注射压力和模具型腔温度与血管支架填充率之间的关系。结果表明：熔体温度、注射压力和模具型腔温度是薄壁网孔状结构件注塑成型中重要的工艺参数,与支架填充率呈正相关性。
【关键词】：血管支架 生物可降解 有限元分析 微注塑成型 精密加工
【学位授予单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：R318.08
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-7
• 符号表7-10
• 1 绪论10-25
• 1.1 研究背景与意义10-11
• 1.2 血管支架国内外研究现状11-23
• 1.2.1 管支架结构国内外研究现状12-18
• 1.2.2 管支架材料国内外研究现状18-21
• 1.2.3 血管支架成型方法国内外研究现状21-23
• 1.3 本文主要研究内容23-25
• 2 血管支架材料特性分析25-37
• 2.1 血管支架材料DSC分析25-27
• 2.1.1 DSC实验25-26
• 2.1.2 DSC结果与分析26-27
• 2.2 管支架材料拉伸实验27-31
• 2.2.1 拉伸实验27-29
• 2.2.2 拉伸实验结果与分析29-31
• 2.3 血管支架材料流变特性研究31-36
• 2.3.1 毛细管流变实验31-35
• 2.3.2 毛细管流变实验结果与分析35-36
• 2.4 本章小结36-37
• 3 血管支架结构膨胀过程有限元分析37-52
• 3.1 COMSOL软件简介37-38
• 3.2 血管支架几何结构设计38-41
• 3.3 血管支架材料弹塑性力学模型41-42
• 3.4 血管支架膨胀过程有限元分析42-45
• 3.4.1 几何模型与网格划分42-43
• 3.4.2 边界条件与求解控制43-44
• 3.4.3 管支架变形参数定义44-45
• 3.4.4 有限元分析的方法及方案45
• 3.5 管支架有限元分析结果与讨论45-50
• 3.6 本章小结50-52
• 4 血管支架微注塑模具设计52-62
• 4.1 注塑模具设计技术52-53
• 4.2 模具型腔和分型面设计53-54
• 4.3 模具浇注系统设计54-55
• 4.4 模具侧向抽芯机构设计55-57
• 4.5 模具温度控制系统设计57-58
• 4.6 模具整体结构设计58-61
• 4.7 本章小结61-62
• 5 血管支架微注塑模具制造及注塑成型实验62-77
• 5.1 模具型腔精密加工62-64
• 5.2 模具其他主要零件精密加工64-68
• 5.3 模具整体结构装配68-70
• 5.4 血管支架微注塑模具成型实验70-76
• 5.4.1 注塑成型实验材料及设备70-72
• 5.4.2 注塑成型实验方案及结果分析72-76
• 5.5 本章小结76-77
• 结论77-79
• 参考文献79-84
• 攻读硕士学位期间发表学术论文情况84-85
• 致谢85-86

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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本文编号：601195