血管支架的柔顺性能数值分析文献综述

 2022-09-16 11:44:02

文献综述(或调研报告):

目前,针对冠脉支架力学性能的研究,已经成为相关学者研究的热点之一。就支架本身力学性能而言,除了具有良好的支撑性能外,还应该具有良好的柔顺性,这样才能确保支架顺利地通过弯曲的血管,到达病变部位并使其扩张后更好地与血管相适应。从长期生物相容性的角度考虑,如果植入血管的支架柔顺性比较差,那么不仅会给手术带来困难而且还会提高再 狭窄率甚至会损伤血管。所以在支架结构设计或临床,选择支架时应该考虑具有较高柔顺性能的支架。因此,针对支架的柔顺性能进行研究是极其重要且十分有意义的。在支架柔顺性能方面的研究又可以细分为实验研究和有限元模拟仿真,在实验研究方面,,Schmidt等通过实验的方法测试了5种支架球囊系统的柔顺性,不同系统间存在着很大的差异。Rieu和Dyet等通过实验的方法比较了球囊扩张支架和自膨胀支架在柔顺性上的差异。Ormiston等用“三点法”测试了13种设计不同的支架在球囊扩张前后支架的轴向柔顺性以及球囊支架输送系统的柔顺性。在有限元方面,哈尔滨工程大学刘明等行了支架材料、结构设计和壁厚对其柔顺性能影响的研究。高振宇等利用 Pro/E和Ansys软件建立了支架纵向柔顺性分析模型,对临床上广泛应用的3种镍钛合金支架的纵向柔顺性进行了分析和比较。Wu等把有限元法和四点 法相结合建立了三维的有限元力学模型。Etav等用有限元法分析比较了管状支架和盘绕支架在柔顺性能方面的差异。Matthieu通过数值模拟的方法研究了支架周向支撑体个数对Cypher支架柔顺性的影响。

血管支架的柔顺性是决定临床效果的重要指标之一,支架柔顺性受到材料、结构和尺寸方面 的影响。采用纯弯曲变形研究支架柔顺性,避免了横向剪力和轴向拉力对弯曲的影响,有利于获得准确的支架弯曲性能。

镁合金相对CoCr合金、不锈钢和NiTi合金等材料在发生弯曲变形时所产生的应力-应变要小,更容易发生弯曲变形,因此对柔顺性能影响的因素所产生的作用会有一定的变化。从材料机械特性和物理性能方面分析,在结构尺寸相同时,镁合金支架的柔顺性要优于其它材料的支架,这在临床选择支架时其通过性和适应性相对会好一些。

此外,在压握状态下,支架柔顺性还取决于连接体的结构形状,连接体较长的S和 W型支架的柔顺性要优于短杆或没有连接杆的支架,这是由于较长有波形的连接杆更容易发生变形,使支架的柔顺性得到了提高。而短杆或没有连接杆的支架不易发生变形,使支架的柔顺性变得较差。但是,在扩张状态下,正好与其结果相反。

目前,国内针对支架柔顺性能方面的研究相对比国外少,而且目前还没有发现针对镁合金支架柔顺性能方面的相关报道。生物可吸收金属支架(absorbable metal stent, AMS)的研究是目前支架领域研究的热点。并且镁合金支架发展时期尚短,技术还不成熟。因此,本文采用镁合金以及高分子聚合物支架作为研究对象,利用有限元技术针对支架柔顺性能进行研究,计算比较得出不同材料对支架柔顺性能的影响,从而为支架的优化设计提供可靠的科学依据。

参考文献:

[1] 李宁,张洪武. 冠脉支架纵向柔顺性优化模型[J]. 计算力学学报,2011,3:315-319

[2] 王明,马全超,张文光,罗云. 压握过程对球囊扩张支架性能的影响[J]. 上海交通大学学报. 2012,46(4):646-650.

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