可降解聚合物血管支架擴(kuò)張性能分析及結(jié)構(gòu)優(yōu)化
本文關(guān)鍵詞:可降解聚合物血管支架擴(kuò)張性能分析及結(jié)構(gòu)優(yōu)化,由筆耕文化傳播整理發(fā)布。
【摘要】:近年來(lái)心腦血管的發(fā)病率逐年上升,作為心腦血管疾病微創(chuàng)介入醫(yī)療的主要器材,血管支架尤其是可降解聚合物血管支架的研究受到越來(lái)越多的關(guān)注。與傳統(tǒng)支架相比,可降解聚合物血管支架的優(yōu)勢(shì)在于:支架降解后血管可恢復(fù)正常收縮,有利于血管重塑。但其材料剛度相對(duì)較弱,支撐性能相對(duì)較差,制約了可降解聚合物血管支架發(fā)展。本碩士論文對(duì)可降解聚合物血管支架擴(kuò)張性能進(jìn)行分析并對(duì)其結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。本文中的理論研究成果和技術(shù)實(shí)現(xiàn)方法,可為聚合物血管支架優(yōu)化設(shè)計(jì)提供參考。首先,提出了一種可降解聚合物血管支架的結(jié)構(gòu)。采用v型連接筋設(shè)計(jì),有效地提高了支架的柔順性;同時(shí)為保證支架的長(zhǎng)期抗血凝效果,支撐單元采用了矩形截面設(shè)計(jì)。該支架在保證材料覆蓋率維持在合理的范圍之內(nèi)的前提下,擁有較好的支撐性能力。其次,采用有限元分析方法,模擬聚合物血管支架的擴(kuò)張過(guò)程,分析支架的擴(kuò)張性能。模擬結(jié)果表明該支架具有較好的擴(kuò)張性能。在擴(kuò)張過(guò)程中沒(méi)有出現(xiàn)支撐單元過(guò)大變形,但在擴(kuò)張回彈過(guò)程中仍然存在較大的徑向彈性回縮和軸向縮短。再次,為了進(jìn)一步改善支架的擴(kuò)張性能,將kriging代理模型優(yōu)化算法引入支架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),結(jié)合有限元計(jì)算,對(duì)支架進(jìn)行了單目標(biāo)優(yōu)化設(shè)計(jì)。以支架結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵幾何尺寸為設(shè)計(jì)變量,分別以減小支架擴(kuò)張過(guò)程中的徑向彈性回縮和軸向縮短為目標(biāo)對(duì)支架進(jìn)行了單目標(biāo)優(yōu)化設(shè)計(jì),降低了支架的徑向彈性回縮率和軸向縮短率。然后,討論了設(shè)計(jì)變量分別對(duì)支架徑向彈性回縮和軸向縮短的影響,揭示了支架幾何尺寸對(duì)于徑向彈性回縮回縮和軸向縮短的影響規(guī)律。最后,同時(shí)考慮支架擴(kuò)張性能的多個(gè)設(shè)計(jì)指標(biāo),提高支架擴(kuò)張的綜合力學(xué)性能,結(jié)合工程優(yōu)化設(shè)計(jì)思想,采用代理模型優(yōu)化設(shè)計(jì)技術(shù),以支架關(guān)鍵幾何尺寸為設(shè)計(jì)變量,以同時(shí)減小支架的徑向彈性回縮和軸向縮短為優(yōu)化目標(biāo),對(duì)支架進(jìn)行多目標(biāo)優(yōu)化設(shè)計(jì)。優(yōu)化后,支架的徑向彈性回縮和軸向縮短都得到了較大幅度減小,支架的綜合擴(kuò)張性能得到了提高。
【關(guān)鍵詞】:血管支架 可降解聚合物 有限元分析 kriging代理模型 優(yōu)化設(shè)計(jì)
【學(xué)位授予單位】:大連理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2016
【分類(lèi)號(hào)】:R318.08;R743
【目錄】:
- 摘要4-5
- Abstract5-9
- 1 緒論9-20
- 1.1 研究背景與意義9-15
- 1.1.1 血管疾病治療方法9-11
- 1.1.2 血管支架發(fā)展歷史11-13
- 1.1.3 血管支架分類(lèi)與特點(diǎn)13-15
- 1.2 國(guó)內(nèi)外研究概況15-18
- 1.2.1 血管支架力學(xué)性能有限元分析16-18
- 1.2.2 存在問(wèn)題18
- 1.3 本文研究?jī)?nèi)容18-20
- 2 可降解聚合物血管支架擴(kuò)張過(guò)程有限元分析20-35
- 2.1 血管支架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)20-24
- 2.1.1 血管支架結(jié)構(gòu)介紹20-21
- 2.1.2 支架結(jié)構(gòu)性能指標(biāo)21-22
- 2.1.3 血管支架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)22-24
- 2.2 血管支架擴(kuò)張過(guò)程有限元分析24-28
- 2.2.1 有限元計(jì)算模型25-26
- 2.2.2 材料屬性及單元特性26-27
- 2.2.3 網(wǎng)格劃分27
- 2.2.4 載荷及邊界條件27-28
- 2.3 計(jì)算結(jié)果與討論28-34
- 2.4 本章小結(jié)34-35
- 3 血管支架的單目標(biāo)優(yōu)化設(shè)計(jì)35-57
- 3.1 支架徑向彈性回縮優(yōu)化設(shè)計(jì)35-49
- 3.1.1 優(yōu)化問(wèn)題定義35-36
- 3.1.2 優(yōu)化方法36-43
- 3.1.3 優(yōu)化結(jié)果43-49
- 3.2 支架軸向縮短優(yōu)化設(shè)計(jì)49-56
- 3.2.1 優(yōu)化問(wèn)題定義49
- 3.2.2 優(yōu)化算法49-50
- 3.2.3 優(yōu)化結(jié)果50-56
- 3.3 本章小結(jié)56-57
- 4 血管支架的單目標(biāo)優(yōu)化設(shè)計(jì)57-66
- 4.1 優(yōu)化問(wèn)題定義57-58
- 4.2 優(yōu)化方法58-60
- 4.3 優(yōu)化結(jié)果60-65
- 4.4 本章小結(jié)65-66
- 結(jié)論66-67
- 參考文獻(xiàn)67-70
- 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況70-71
- 致謝71-72
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