據(jù)世界衛(wèi)生組織統(tǒng)計,心血管類疾病是一種嚴重威脅人類健康的高危疾病,全世界每年死于心血管疾病的人數(shù)高達1500萬人,位居各種死因的首位。而冠心病又是心血管疾病中排行第一的疾病。在冠脈支架移植到堵塞或者封閉的血管過程中,球囊和支架共同做擴張支撐起狹窄的病變血管,支架服役過程中有可能還會出現(xiàn)支架內(nèi)再狹窄現(xiàn)象。通過擴張模擬與流固耦合模擬可以了解到支架所受到的力學行為以及變形行為,并分析出支架在植入過程以及在人體血管內(nèi)服役過程中有可能出現(xiàn)的問題。這對預(yù)防支架內(nèi)再狹窄起到了至關(guān)重要的作用。首先,探討了冠脈支架介入性治療的發(fā)展過程以及國內(nèi)外關(guān)于血管支架的發(fā)展歷程,對不同的血管支架以及藥物的特點進行了分析與對比,就發(fā)展狀況及未來趨勢做出了論述,進而提出了本文的研究內(nèi)容。其次,對冠脈支架做擴張運動以及流固耦合問題的基礎(chǔ)理論部分進行探析。第一階段根據(jù)球囊與冠脈支架的相互作用關(guān)系,確定支架的高度非線性問題,并對擴張模擬進行有限元理論分析。對于支架自身而言,對材料的屈服準則從兩個方面進行了論述與比較(增量理論與全量理論)。在第二階段血管、血液與冠脈支架的流固耦合問題中所涉及到的單流體力學控制方程、單固體力學控制方程以及流固耦合控制方程、固固耦合控制方程進行了論述。再次,通過PRO/E來建立球囊與冠脈支架的三維模型,利用Workbench的Transient Structura(ANSYS)模塊進行數(shù)值模擬,分別對球囊、板塊、血管、支架進行相關(guān)定義,并在模擬中對整體模型進行相應(yīng)的網(wǎng)格劃分與邊界條件設(shè)定,在耦合數(shù)值分析時,通過對載荷進行定義并設(shè)置模型的基礎(chǔ)關(guān)系等分析冠脈支架的變形狀況,得出冠脈支架在擴張階段的應(yīng)力應(yīng)變分布云圖。最后,針對于冠脈支架植入病變血管之后服役期間所產(chǎn)生的流固耦合問題進行模擬,在搭建三維模型的基礎(chǔ)上,對雙向流固耦合進行材料定義、網(wǎng)格劃分并設(shè)置邊界條件。通過Workbench中的Transient Structural模塊和Fluent Flow模塊進行仿真分析,最終得到血液流動、血管變形以及冠脈支架應(yīng)力的分析圖形。本文分析與研究將有助于支架研究機構(gòu)設(shè)計出更加杰出的血管支架,并為心血管支架技術(shù)的發(fā)展與支架內(nèi)再狹窄的攻克做出新的貢獻。
【學位單位】：天津工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2019
【中圖分類】：R318.08
【部分圖文】：

??在冠脈支架植入病變血管內(nèi)的整個過程中并不是毫無危險的。如圖１－２為支??架植入對血管損害示意圖，在球囊支撐支架膨脹的過程中，會使得血管壁的內(nèi)膜??脫落，從而引起血小板的凝聚，這樣血管內(nèi)壁的細胞就會分泌一些炎性因子，會??使附近的白細胞迅速的粘附聚集過來，在這種情況下就會使得血管中發(fā)生炎性反??應(yīng)以及會造成早期血栓的形成。在幾周之后，平滑肌細胞會發(fā)生表型轉(zhuǎn)化，肌纖??維母細胞會發(fā)生增值合成與遷移，細胞外基質(zhì)沉積于血管壁上，這樣就會使得血??管發(fā)生再狹窄。??平滑肌細胞????平滑肌細胞??靜止期?Ｔ?分裂期??細胞周期蛋白??依賴激酶ＣＤＫ???丁側(cè)??４?Ｉ??ｐ２７Ｋｉｐ１?ｐ２１Ｃｉｐ１??□?０??細胞周期蛋白??依賴激酶抑制??蛋白ＣＫＩｓ??圖１－２支架對血管的損害??１．２支架的發(fā)展過程和分類??在冠狀動脈病變的手術(shù)中，支架是一個不可或缺的關(guān)鍵角色�；仡櫵陌l(fā)展??歷程，要追溯到在１９９４年由美國強生公司推出的第一個成功的冠脈支架一一??Ｐａｌｍａｚ－Ｓｃｈａｔｚ?（ＰＳ）。首個冠脈支架的問世使強生公司立馬處于冠心病介入治療??領(lǐng)域的封口浪尖上

支架、血管共同擴張階段的接觸問題主要有：（１觸；（２）支架外表面與血管內(nèi)表面的接觸。在與球囊便面完全接觸，計算結(jié)果收斂相對容易，；而支架外表面和病變血管的接觸面積逐漸變較較難，故而采用增廣拉格朗日法求解。??線性??狀態(tài)一般是指在模擬過程中，結(jié)構(gòu)會經(jīng)歷大變化以及旋轉(zhuǎn)軟化時，出現(xiàn)的導(dǎo)致幾何形狀出現(xiàn)是指施加載荷后，結(jié)構(gòu)產(chǎn)生較大的變形，進而影端部加豎向的載荷，如果端部的擾度較大，結(jié)時必須以變性后的狀態(tài)來建立結(jié)構(gòu)的幾何方程，另一方面，由于結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的變形較大，導(dǎo)致在

?第三章冠脈支架植入過程的數(shù)值模擬???中建立球囊、冠脈支架、斑塊和血管等幾何模型，并將這些模型加以組裝，得到??共同擴張的耦合模型。??冠脈支架以Ｃｏｒｄｉｓ?ＢＸ?Ｖｅｌｏｃｉｔｙ支架為原型進行建立，原始模型如圖３－２所示，??其長度為１３?ｍｍ，內(nèi)徑為０．８２?ｍｍ，壁厚為０．０９?ｍｍ，模型展開平面圖如圖３－３所??示，所選模型原料是奧氏體３１６Ｌ不銹鋼，具有雙線性等向強化彈塑性性質(zhì)。??
【參考文獻】

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本文編號：2879003