發(fā)布時(shí)間：2020-08-16 20:00

【摘要】：顱內(nèi)血管的生理特征,要求支架具有極高的壓握性與柔順性。通過(guò)結(jié)構(gòu)優(yōu)化的方法提高支架的植入性和柔順性,是球囊擴(kuò)張式支架優(yōu)化設(shè)計(jì)工作所面臨的挑戰(zhàn)。本文主要通過(guò)數(shù)值模擬方法研究顱內(nèi)血管支架擴(kuò)張、壓握、彎曲、植入等變形的仿真模型,并在此基礎(chǔ)上開展柔順性和壓握性的優(yōu)化工作。具體包括:①對(duì)7種支架擴(kuò)張模擬方法進(jìn)行對(duì)比研究,分析并提出了各種擴(kuò)張方法的優(yōu)、缺點(diǎn)。②以簡(jiǎn)支梁和懸臂梁的彎曲變形為力學(xué)模型,建立了四種支架彎曲的數(shù)值仿真模型,并進(jìn)行對(duì)比研究。結(jié)果表明,四種模型的計(jì)算結(jié)果一致;位移載荷法優(yōu)于彎矩載荷法。通過(guò)耦合方式,建立了集支架壓握變形、擴(kuò)張變形和彎曲變形為一體的仿真模型,仿真結(jié)果表明:壓握和擴(kuò)張變形增加支架剛度。最后研究了連接筋的結(jié)構(gòu)、連接筋的數(shù)量、連接筋的布置方式對(duì)支架柔順性的影響機(jī)理;提出的優(yōu)化方案,可有效提高支架的柔順性以及不同方向上柔順性的一致性。③建立壓握模型,對(duì)支架進(jìn)行壓握與回彈仿真,分析了支撐環(huán)結(jié)構(gòu)與連接筋結(jié)構(gòu)對(duì)支架壓握性能的影響機(jī)理;提出了支撐環(huán)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化方案,其壓握性能得以顯著提升。④建立集支架壓握變形、植入過(guò)程、擴(kuò)張變形和回彈變形于一體的支架植入仿真模型,系統(tǒng)的模擬支架的植入變形。該模型可評(píng)價(jià)支架的植入性能、貼壁性能以及支架對(duì)血管的拉直效應(yīng)。激光切割作為支架制備的主要方法,是一個(gè)多輸入、多輸出問題,工藝參數(shù)對(duì)切割質(zhì)量的影響機(jī)理復(fù)雜。調(diào)整工藝參數(shù)、優(yōu)化切割質(zhì)量是一項(xiàng)復(fù)雜的工作。本文通過(guò)光纖激光切割實(shí)驗(yàn),開展了鎳鈦合金(Nickel titanium,NiTi)支架和鈷鉻合金(Cobalt chromium,CoCr)支架的切割工藝研究;并通過(guò)研究切割表面形貌與切割質(zhì)量的耦合關(guān)系,探索了支架切割質(zhì)量的快速優(yōu)化方法。具體包括:①在濕切環(huán)境下,采用氬氣作為輔助氣體進(jìn)行NiTi合金切割實(shí)驗(yàn),對(duì)獲得的混合形貌的形成原因進(jìn)行機(jī)理分析,總結(jié)了切割表面形貌與切割質(zhì)量的耦合關(guān)系。在此基礎(chǔ)上研究工藝參數(shù)對(duì)切割質(zhì)量的影響,并提出NiTi合金支架激光切割質(zhì)量的快速優(yōu)化方法。②分別采用氬氣和氧氣兩種輔助氣體進(jìn)行CoCr合金切割實(shí)驗(yàn),并從試樣的切割表面形貌、切割表面化學(xué)成分和切縫形狀三個(gè)方面研究輔助氣體類型對(duì)切割質(zhì)量的影響。對(duì)氧氣切割試樣表面的三種形貌的形成原因進(jìn)行機(jī)理分析,歸納了表面形貌與切割質(zhì)量的耦合關(guān)系。在此基礎(chǔ)上研究氧氣作為輔助氣體時(shí),工藝參數(shù)對(duì)切割質(zhì)量的影響,并提出了 CoCr合金支架激光切割質(zhì)量的快速優(yōu)化方法。本文的研究工作,為支架的擴(kuò)張、壓握、彎曲、植入等變形提供了有效的數(shù)值模擬仿真模型;并通過(guò)結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì),提高了支架的壓握性和柔順性。本文還研究獲得了 NiTi合金支架、CoCr合金支架的激光切割質(zhì)量與表面形貌的耦合關(guān)系;所提出的激光工藝參數(shù)優(yōu)化方法,可快速優(yōu)化血管支架的切割質(zhì)量。
【學(xué)位授予單位】：南京理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：R318.08
【圖文】：

導(dǎo)管與支架的柔順性、壓縮率得到提高，采用支架置入術(shù)治療腦血管疾病的病逡逑例逐漸增多，顱內(nèi)支架引起越來(lái)越多的重視ｌｈ２１。逡逑顱內(nèi)血管的解剖結(jié)構(gòu)（如圖１．１所示）不同于外周血管和心臟冠脈血管，對(duì)支架性逡逑能的要求亦不相同，主要體現(xiàn)在如下幾個(gè)方面＋５１：①顱內(nèi)血管中膜平滑肌層和外膜較逡逑薄，血管常位于蛛網(wǎng)膜下腔內(nèi)為腦脊液所環(huán)繞，血管脆性大，支架輸送和置放時(shí)易發(fā)生逡逑破裂。這一結(jié)構(gòu)要求顱內(nèi)支架柔順性優(yōu)于外周血管支架和冠脈血管支架。②顱內(nèi)血管逡逑相對(duì)外周血管彎曲度大，特別是頸內(nèi)動(dòng)脈顱內(nèi)段存在多個(gè)生理彎曲，是顱內(nèi)血管內(nèi)支架逡逑治療術(shù)的自然屏障。在彎曲段置放支架，血管拉直效應(yīng)、支架貼壁不良發(fā)生的可能性大，逡逑易誘發(fā)血栓栓塞事件和支架內(nèi)再狹窄。這一結(jié)構(gòu)要求顱內(nèi)支架具有更高的柔性和順應(yīng)性。逡逑③顱內(nèi)血管直徑相對(duì)細(xì)小，支架植入意味著管腔面積的丟失。這一特點(diǎn)要求支架順應(yīng)逡逑血管解剖結(jié)構(gòu)，從而最小化支架植入所導(dǎo)致的人為管腔面積的丟失，即要求支架具有良逡逑好的順應(yīng)性。逡逑ｍ逡逑ａ）顱底的內(nèi)面觀（顯現(xiàn)前循環(huán)和后循環(huán)基部的動(dòng)脈分支）逡逑１逡逑

邐盧頁(yè)內(nèi)血管支架生物力學(xué)性能數(shù)值模擬及激光加工工藝研究逡逑圖１．２微創(chuàng)公司的Ａｐｏｌｌｏ盧頁(yè)內(nèi)支架逡逑圖１．３邋ＢＯＳＴＯＮ公司白勺Ｗｉｎｇｓｐａｎ顱內(nèi)支架逡逑另外，還有用于治療顱內(nèi)動(dòng)脈瘤的專用支架，如ＥＶ３公司的Ｓｏｌｉｔａｉｒｅ邋ＡＢ顱內(nèi)動(dòng)脈逡逑瘤支架［２４１和ＢＯＳＴＯＮ公司Ｎｅｕｒｏｆｏｒｍ支架１２５１，如圖１．４、圖１．５所示。逡逑圖１．４邋ＥＶ３公司的Ｓｏｌｉｔａｉｒｅ邋ＡＢ顱內(nèi)動(dòng)脈瘤支架逡逑．逡逑圖ｌ．ｆ邋ＢＯＳＴＯＮ公司Ｎｅｕｒｏｆｏｎｎ支架配合閉薄器Ｍ治行項(xiàng)內(nèi)動(dòng)脈瘤逡逑２００５年，Ｈｅｎｋｅｓ等Ｉ２６１用Ｗｉｎｇｓｐａｎ支架治療癥狀性顱內(nèi)動(dòng)脈r�，S蔚昧己瞇Ч�。辶x希祝椋睿紓螅穡幔鈧Ъ芫哂瀉玫娜崴承�，应用广泛。俗V悖祝椋睿紓螅穡幔鈧Ъ芮岸送ü謂銑�，若泳捔x嫌誒牖錐黿轄膔瞬課�，支架膸r遠(yuǎn)ㄎ�。峨s謖庋牟±�，諝W熱瞬捎們蚰義義希靛義

本文編號(hào)：2794873