【摘要】：輸尿管支架管是用來修復(fù)輸尿管阻塞或損傷的重要醫(yī)療器械,主要起到支撐和引流的作用,保證輸尿管的通暢�？山到廨斈蚬苤Ъ芄茉谥萌肴梭w內(nèi)一段時(shí)間后充分降解并隨尿液排出,可以克服不可降解的支架管留置引起的諸多并發(fā)癥,同時(shí)避免了二次手術(shù)的損傷,是目前輸尿管支架管的研究熱點(diǎn),可控降解性、良好的力學(xué)性質(zhì)和生物相容性是可降解輸尿管的關(guān)鍵性指標(biāo),也是該研究領(lǐng)域亟待解決的關(guān)鍵性問題。通過使用雙組份,可降解輸尿管的降解時(shí)間和力學(xué)性質(zhì)能可以比較容易的進(jìn)行調(diào)控。本論文以探尋具有優(yōu)異力學(xué)性質(zhì)的可降解輸尿管為目的,對雙組份可降解輸尿管的力學(xué)性質(zhì)和性能進(jìn)行了一系列分析和優(yōu)化研究,主要內(nèi)容如下:(1)針對現(xiàn)有可降解輸尿管支架管存在的問題,基于臨床使用要求,從結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、原料選擇、編織工藝和后處理工藝等四個(gè)方面出發(fā),設(shè)計(jì)輸尿管支架管。選擇聚乙交酯(PGA)和聚乙交酯-丙交脂(PGLA(90:10))為原料,選用編織工藝為成型工藝,通過配置不同紗線組合得到不同結(jié)構(gòu)、配比的可降解輸尿管支架管。(2)徑向壓縮性是輸尿管支架管的重要力學(xué)性能之一,良好的徑向性能可以保證支架管具有一定的支撐效果。論文深入討論了雙組份輸尿管支架的編織結(jié)構(gòu)和不同組分對支架管徑向壓縮性能的影響,構(gòu)建了不同織物組織及編制角等編制工藝參數(shù)的雙組份支架管的壓縮機(jī)理模型,探討了設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)和制備工藝與支架管徑向壓縮性能的關(guān)系,為得到具有理想力學(xué)性能的雙組份支架管提供了一定的理論支撐。通過引入粒子群算法(PSO)以求解基于參考偏差意義下的最優(yōu)編織角和原材料組合,針對各組實(shí)驗(yàn)樣品的模型參數(shù),通過五折交叉驗(yàn)證,調(diào)整參數(shù)得到了支架管的泛化模型。為了提高泛化模型的精度能力,我們進(jìn)一步考慮通過反饋校正實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),然后再用校正后的數(shù)據(jù)來獲得基于PSO算法的泛化模型,以提高模型的精度�；诮o出的泛化模型,通過數(shù)值模擬的方法,定性地分析了編織角對于雙組份支架管壓縮性能的影響,通過與實(shí)測數(shù)據(jù)的對比分析證明了模型和方法的正確性。與傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)力學(xué)模型相比,所提模型對于不同工藝下的支架管壓縮性能模擬效果更為理想。(3)良好的軸向拉伸性能關(guān)系著手術(shù)置入可降解輸尿管支架管的手術(shù)的難易程度,若支架管沒有足夠的軸向拉伸強(qiáng)度,則有可能在手術(shù)過程中斷裂,大大加大了手術(shù)的困難程度,此外,支架管若以任何形式在預(yù)期時(shí)間之前斷裂,也不能起到很好的引流作用。本論文深入討論了雙組份輸尿管支架的編織結(jié)構(gòu)和不同組分對支架管軸向拉伸性能的影響,構(gòu)建了不同織物組織及編織角等編制工藝參數(shù)的的雙組份支架管的拉伸機(jī)理模型;將PSO算法引入以求解基于參考偏差意義下的最優(yōu)編織角和原材料組合,通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)PSO優(yōu)化的拉伸模型對于拉伸過程的中段及后端的模擬效果較好,但在拉伸測試的初期階段的模擬的誤差較大。為此通過引入多種群思想到PSO算法,多種群間共享信息、協(xié)同進(jìn)化,提出了多階段拉伸模型的協(xié)同粒子群優(yōu)化(CPSO)算法,并將其用于拉伸過程的初期、中段及后期等3個(gè)階段的模型優(yōu)化。通過與PSO算法運(yùn)算結(jié)果及實(shí)測數(shù)據(jù)的對比分析證明了所提出多階段拉伸CPSO模型和方法的可行性。(4)針對雙組份支架管制備的編織和熱處理兩個(gè)主要環(huán)節(jié),提出了一種分層支持向量機(jī)回歸模型(HSVRM)來模擬雙組份支架管的制備過程。其中,原材料混合和編織過程采用初級SVR模型模擬,后期熱處理過程被作為一個(gè)將輸入變量增廣后的高層SVR模型。同時(shí)為了進(jìn)一步地得到雙組份支架管組份的最優(yōu)配比,定義了一個(gè)基于參考偏差的性能評價(jià)指標(biāo),采用PSO算法求解在該設(shè)定下的最優(yōu)組份配比。從實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以可看出,HSVRM不僅能來模擬雙組份支架管制備過程,并且可以合理地確定雙組份的最優(yōu)配比率。不同于實(shí)驗(yàn)測試方法,該模型提出的性能指標(biāo)不僅能保證產(chǎn)品的終端特性,且使過渡性能收斂于參考性能。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：東華大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：R318.6

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本文編號：2326127