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镁合金冠脉支架扩张力学性能模拟研究

功能材料 doi:10.3969/j.issn.1001-9731.2014.增刊(Ⅰ).030

支架的扩张性能及力学性能是手术成功与否的重要因素之一.利用有限元方法仿真模拟分析了镁合金支架体外耦合扩张过程，重点研究不同支架初始直径、支撑体长度和周向个数对扩张性能及力学性能的影响，以达到结构优化的目的.结果显示，减小支架初始直径，支架应力应变分别降低3．94％和16．59％；增加支架支撑体长度，支架应力应变分别降低15．76％和49．50％；增加周向支撑体个数，支架应力应变分别下降8．97％和31．78％；改变3个结构参数均可以有效降低支架应力应变，其中支撑体长度的影响较大.通过支架的扩张性能及力学性能分析出支架最优结构，为将来镁合金支架的设计优化提供重要参考依据.

关键词: 镁合金 , 冠脉支架 , 有限元法 , 力学性能 , 结构优化

镁合金冠脉支架柔顺性能的模拟研究

冯海全 , 陈彦龙 , 何平基 , 韩青松 , 王志国

功能材料 doi:10.3969/j.issn.1001-9731.2014.07.020

柔顺性是冠脉支架很重要的一个力学性能，它决定了支架的输送性及血管内支架的适应性。利用有限元法对6种不同结构的镁合金冠状动脉支架进行模拟分析，主要研究其不同连接体结构对支架柔顺性能的影响。结果显示，在压握状态下，不同连接体结构对支架柔顺性能影响较大，其中 S 型支架柔顺性较好，直杆 L 型支架柔顺性较差；在扩张状态下，连接体和支撑体个数相同时主要取决于连接体的结构；无论是在压握状态还是扩张状态下，有圆弧形的连接体的支架柔顺性要优于直杆形连接体的支架。关于支架柔顺性能的模拟结果，为今后镁合金冠脉支架的结构优化设计和临床选择起到了指导作用。

关键词: 镁合金 , 冠脉支架 , 柔顺性 , 弯曲刚度 , 有限元法

冠脉支架用Co-Cr合金L605管材的特性

田文彦 , 陈庆福

材料科学与工艺 doi:10.3969/j.issn.1005-0299.2007.06.015

详细综述了Co-Cr合金L605管材的力学性能和功能特性,介绍了新一代支架材料Co-Cr合金的发展历程.通过对比316L和其他牌号Co-Cr合金物理、机械和功能特性,突显了L605的优越性.评价了加工过程参数对性能的敏感性,论述了优化支架行为表现所需要性能的途径,介绍了L605合金支架的显微组织特征.

关键词: 冠脉支架 , Co-Cr合金 , L605 , 管材 , 机械性能 , 物理特性

冠脉支架对弯曲血管损伤机理的非线性有限元分析?

江旭东 , 滕晓艳 , 史冬岩 , 冯海全

功能材料 doi:10.3969/j.issn.1001-9731.2015.03.010

针对支架植入术后的冠脉血管内支架再狭窄问题,通过非线性有限元法建立弯曲冠脉-支架介入系统生物力学模型及冠脉支架纵向柔顺性计算模型,开展了冠脉支架结构设计对血管壁面损伤与再狭窄的影响机理研究。数值分析结果表明,弯曲血管在支架端部存在高应力梯度,所产生的最大应力是直冠脉的4~6倍,易于损伤血管从而形成血管内支架再狭窄问题。冠脉支架结构的纵向柔顺性对弯曲血管的整体应力水平具有显著的影响,C 型支架的纵向柔顺性远低于S型支架和N型支架,植入后所引起的血管整体应力水平最高；S型支架具有最好的纵向柔顺性,植入后所引起的血管整体应力水平最低。从支架与血管的相互作用以及支架纵向柔顺性的角度解释了临床中弯曲血管内支架再狭窄率较高的力学原因,为支架的临床选择及优化设计提供了重要指导作用。

关键词: 冠脉支架 , 有限元法 , 纵向柔顺性 , 血管再狭窄 , 血管损伤

冠脉支架表面载药涂层的制备和性能

谭丽丽 , 薛松 , 杨柯 , 张炳春 , 刘冬雪 , 梁勇

材料研究学报 doi:10.3321/j.issn:1005-3093.2004.04.007

采用溶液聚合法制备了改性的聚甲基丙烯酸树脂,作为支架表面载药涂层的药物载体聚合物.采用浸涂法制备了不锈钢基体表面聚合物及聚合物载药涂层,并利用红外光谱及核磁共振波谱分析了所制备共聚物的成分,并评价了物理性能、生物稳定性能以及药物的释放性能.结果表明,所制备的涂层具有较好的生物稳定性,甲基丙烯酸和甲基丙烯酸丁酯的加入提高了聚合物的物理性能,尤其是涂层与金属基体的结合力所制备的药物释放涂层具有缓释紫杉醇的功能,其释放周期超过15 d.聚甲基丙烯酸树脂携带紫杉醇的载药涂层在生物稳定性、物理性能及药物释放性能方面满足冠脉支架的表面涂层的使用要求.

关键词: 聚合物材料 , 冠脉支架 , 载药涂层 , 制备及性能

球囊扩张式冠脉支架扩张变形机理的数值方法研究

江旭东 , 滕晓艳 , 史冬岩 , 冯海全

功能材料 doi:10.3969/j.issn.1001-9731.2016.03.011

通过非线性有限元方法,建立了球囊扩张式冠脉支架自由扩张和狭窄血管体内扩张的数值计算模型.针对两种不同联接筋结构的冠脉支架,分析了S型和N型支架的自由扩张性能和介入狭窄血管后的体内扩张性能,研究了支架结构对血管组织机械损伤的影响机理.数值模拟结果表明,在自由扩张阶段,S型和N型支架变形均匀,两种支架的径向回弹率和轴向短缩率趋于一致,并且具有良好的扩张均匀性与一致性,有利于支架扩张狭窄血管和在血管内的精确定位.在体内扩张阶段,由于狭窄血管的约束作用,S型和N型支架的径向回弹率均高于自由扩张阶段,轴向短缩率均低于自由扩张阶段;但是S型支架介入狭窄血管后的径向回弹率和轴向短缩率略高于N型支架,引起了更低的血管应力水平和应力梯度,减少了血管组织的机械损伤,降低了支架介入术后的血管内再狭窄率.综上,提出的计算模型对于冠脉支架的生物力学性能评估、结构优化设计与介入术后的血管损伤评价提供了重要的理论依据.

关键词: 冠脉支架 , 扩张变形 , 非线性有限元 , 血管损伤 , 再狭窄

316L不锈钢冠脉支架光亮热处理的研究

王佳玲 , 陈卓 , 李雨田 , 谢冀江

材料工程 doi:10.3969/j.issn.1001-4381.2009.10.017

为实现316L不锈钢冠脉支架光亮热处理,搭建了高真空热处理平台;调整热处理加热电压、加热电流、加热温度、保温时间,确定了高真空热处理工艺参数动态真空度3X10-3～5×10-3Pa;氩气保护流量10mL/min;热处理温度1020～1040℃;加热电压150V;电流15A,保温时间30s;探讨了加热温度与保温时间对冠脉支架组织性能影响,通入辅助气体快速冷却避免进入不锈钢敏化区间,同时引入金属网以获得光亮热处理样品.

关键词: 316L不锈钢 , 冠脉支架 , 光亮热处理

不锈钢冠脉支架的激光切割工艺研究

范伟 , 高飞 , 谢冀江

材料导报

利用自行研制的激光精密加工设备,对316L不锈钢冠脉支架的激光切割工艺进行了研究.通过分析影响316L不锈钢切割质量的主要因素,包括激光参数、辅助气体、喷嘴位置、切割速度等,优化确定了一组激光切割316L不锈钢冠脉支架的工艺参数:激光波长1.064μm,聚焦光斑直径20μm,脉宽10μs,重频1000Hz,平均功率12W,单脉冲能量12mJ,氧气压力0.3MPa,喷嘴高度0.7mm,冷却水流量0.2L/min,切割速度35cm/min.在该优化参数下,切割得到的冠脉支架的切口质量、均匀性得到了明显的改善和提高,但仍需后续工艺对其表面质量进行进一步的改善,提高其柔顺性和生物相容性.

关键词: 冠脉支架 , 316L不锈钢 , 激光切割

冠脉支架膨胀过程的有限元模拟

王佳玲 , 陈华予 , 陈曦 , 谢冀江

材料导报

在研究确定了冠脉支架的几何模型、有限元模型、材料模型、边界条件、求解控制的基础上,利用有限元法对冠脉支架的膨胀过程进行了模拟分析,并对分析结果进行了实验验证.结果表明,利用有限元法建立的力学模型可以在不考虑球囊和血管作用的情况下,较好地模拟和分析冠脉支架的实际膨胀过程.通过该方法设计制造的冠脉支架长度缩短率和狗骨头率分别达到1.31%和3.66%,与有限元分析结果吻合良好.该方法可为新型结构冠脉支架的优化设计提供依据.

关键词: 冠脉支架 , 有限元模拟 , 膨胀