本文關(guān)鍵詞：鎳鈦合金血管支架的結(jié)構(gòu)設(shè)計及性能研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著工業(yè)化程度的加快,生態(tài)環(huán)境的改變,心腦血管疾病及各類癌癥的發(fā)病率呈上升趨勢,嚴(yán)重影響了人們的身體健康。心血管疾病是人類健康和生命的第一殺手,傳統(tǒng)的治療手段存在著風(fēng)險高、難度大等缺點,并且代價昂貴。支架植入作為介入治療的一種專業(yè)技術(shù),發(fā)展迅速,并取得了很好的效果。通過有限元分析技術(shù),可以評估支架對血管的支撐作用等信息,預(yù)測支架在血管內(nèi)的疲勞壽命,指導(dǎo)優(yōu)化支架結(jié)構(gòu)設(shè)計,從而能夠極大地促進血管支架的研發(fā)進程。本文選取絲材編織、板材切割及管材激光雕刻Ni-Ti合金血管支架、M型和Z型Ni-Ti合金血管支架,采用有限元分析軟件,對其支撐性能、回彈性能及疲勞性能進行研究分析并試驗驗證,對血管支架產(chǎn)品的研發(fā)具有重要的指導(dǎo)價值。分析有限元計算結(jié)果,可以發(fā)現(xiàn)隨著位移載荷的加大,板材和管材血管支架的支撐力呈二次指數(shù)關(guān)系增大,而絲材支架則呈線性增大;在相同的位移載荷和截面面積條件下,截面形狀的不同是導(dǎo)致絲材、板材、管材血管支架支撐性能不同的主要原因。通過分析M型支架可以發(fā)現(xiàn),M支架的支撐性能與支架筋高度H及波高比h/H成反比;對于不同h/H比值設(shè)計的M結(jié)構(gòu),在不同的位移載荷作用下支架的彈性回復(fù)率區(qū)別較大,以h/H=1/2為基準(zhǔn),h/H1/2的M型支架結(jié)構(gòu)較h/H1/2的M型支架結(jié)構(gòu)彈性回復(fù)率明顯較好;在不同的位移載荷作用下,Z型支架較M型支架支撐性能較弱但彈性回復(fù)率較為穩(wěn)定。對Z型支架,支架筋高度H、絲徑D、折彎半徑r對支架支撐力及彈性回復(fù)率的影響程度依次減弱,其中,支架筋高度和絲徑影響高度顯著;增加絲徑,可以增大支架的支撐力,同時提高回彈性能;而增大高度,支架的支撐力減小,回彈性能增強;增大折彎半徑,支架支撐力增大,而回彈性能減弱;對支架進行平板壓縮試驗測試其支撐力,其結(jié)果與有限元計算結(jié)果相吻合,驗證了有限元分析結(jié)果的合理性。對支架進行體外疲勞試驗,經(jīng)4.0億次循環(huán)未發(fā)現(xiàn)斷裂紋路,證明了支架疲勞性能符合要求;在支架設(shè)計過程中,要綜合考慮支架的合適支撐力、高回彈性、高疲勞性能及柔順性等,這要求注意支架參數(shù)的組合。在支架的臨床應(yīng)用中,要根據(jù)其結(jié)構(gòu)和性能特點進行設(shè)計,相對而言,M型結(jié)構(gòu)有利于支架錨定和流口封閉,更適用于支架端部;Z型結(jié)構(gòu)則有利于支架與血管壁的貼合,更適用于支架中部位置。本文關(guān)于血管支架的有限元模擬結(jié)果,可為未來支架的優(yōu)化設(shè)計及臨床選擇提供有益的幫助。
【關(guān)鍵詞】：Ni-Ti合金血管支架 有限元 支撐性能 回彈性能 疲勞試驗
【學(xué)位授予單位】：北京有色金屬研究總院
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：R318.08
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 1 緒論11-21
• 1.1 形狀記憶合金的概念11
• 1.2 醫(yī)用Ni-Ti合金性能特點11-13
• 1.3 Ni-Ti合金支架13-14
• 1.4 Ni-Ti合金支架國內(nèi)外研究現(xiàn)狀14-16
• 1.5 Ni-Ti合金支架設(shè)計16-20
• 1.6 課題研究的背景與意義20-21
• 2 課題研究實驗設(shè)計21-28
• 2.1 實驗設(shè)計思路21-22
• 2.2 實驗材料以及實驗設(shè)備22-28
• 2.2.1 實驗所用材料22
• 2.2.2 性能測試實驗設(shè)備22-24
• 2.2.3 三維建模以及有限元分析軟件24-27
• 2.2.4 支架疲勞測試設(shè)備27-28
• 3 不同形態(tài)Ni-Ti合金血管支架支撐性能的研究28-39
• 3.1 Ni-Ti合金拉伸試驗28-31
• 3.1.1 拉伸實驗方法29
• 3.1.2 Ni-Ti合金力學(xué)性能參數(shù)獲取29-31
• 3.2 有限元計算31-33
• 3.2.1 有限元法分類31
• 3.2.2 有限元法計算步驟31-33
• 3.3 不同形態(tài)Ni-Ti血管支架的ABAQUS有限元分析33-34
• 3.3.1 支架的幾何模型33
• 3.3.2 網(wǎng)格劃分及約束設(shè)置33-34
• 3.4 有限元計算結(jié)果34-36
• 3.4.1 ABAQUS計算結(jié)果34-35
• 3.4.2 不同位移載荷對不同形態(tài)支架支撐性能的影響35-36
• 3.5 機理討論36-38
• 3.6 本章小結(jié)38-39
• 4 M型Ni-Ti合金血管支架結(jié)構(gòu)設(shè)計及性能研究39-54
• 4.1 幾何模型39-40
• 4.2 M型支架結(jié)構(gòu)設(shè)計對支撐性能的影響40-47
• 4.2.1 試驗方案41
• 4.2.2 有限元計算41-42
• 4.2.2.1 網(wǎng)格劃分及約束設(shè)置41-42
• 4.2.2.2 求解控制42
• 4.2.3 有限元計算結(jié)果42-46
• 4.2.3.1 ANSYS計算結(jié)果42-43
• 4.2.3.2 M型支架幾何參數(shù)對其支撐性能的影響43-46
• 4.2.4 機理討論46-47
• 4.3 M型支架結(jié)構(gòu)設(shè)計對回彈性能的影響47-53
• 4.3.1 試驗方案47
• 4.3.2 有限元計算47-48
• 4.3.3 有限元計算結(jié)果48-53
• 4.3.3.1 ABAQUS計算結(jié)果48-50
• 4.3.3.2 支架結(jié)構(gòu)設(shè)計對回彈性能的影響50-53
• 4.4 本章小結(jié)53-54
• 5 Z型Ni-Ti合金血管支架結(jié)構(gòu)設(shè)計及性能研究54-72
• 5.1 Ni-Ti合金絲拉伸試驗54-55
• 5.2 DSC測試試驗55-57
• 5.2.1 DSC試驗方法55
• 5.2.2 DSC測試結(jié)果55-57
• 5.3 Z型Ni-Ti合金血管支架結(jié)構(gòu)設(shè)計對支撐性能的影響57-65
• 5.3.1 支架的幾何模型57
• 5.3.2 支架網(wǎng)格劃分及約束設(shè)置57-58
• 5.3.3 邊界條件及求解控制58
• 5.3.4 正交試驗58-61
• 5.3.4.1 直觀分析法59-60
• 5.3.4.2 方差分析法60-61
• 5.3.5 ANSYS計算結(jié)果61-62
• 5.3.6 平板壓縮試驗62-64
• 5.3.6.1 實驗儀器及原料62
• 5.3.6.2 實驗部分62-63
• 5.3.6.3 實驗結(jié)果63-64
• 5.3.7 討論64-65
• 5.4 Z型Ni-Ti合金血管支架結(jié)構(gòu)設(shè)計對回彈性能的影響65-68
• 5.4.1 試樣方案65
• 5.4.2 有限元計算65
• 5.4.3 有限元計算結(jié)果65-68
• 5.4.3.1 ABAQUS計算結(jié)果65-67
• 5.4.3.2 支架結(jié)構(gòu)設(shè)計對回彈性能的影響67-68
• 5.5 Z型Ni-Ti合金血管支架疲勞性能研究68-71
• 5.5.1 檢測樣品69
• 5.5.2 檢測參數(shù)69-70
• 5.5.3 檢測過程70
• 5.5.4 檢測結(jié)論70-71
• 5.6 本章小結(jié)71-72
• 結(jié)論72-73
• 參考文獻73-77
• 攻讀碩士期間取得的學(xué)術(shù)成果77-78
• 致謝78

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1 劉倩;雷麗萍;曾攀;趙迎紅;;血管支架徑向支撐能力的數(shù)值模擬和實驗研究[J];中國醫(yī)療器械雜志;2010年03期

2 徐國辰;血管支架的類別及其特性[J];心血管病學(xué)進展;1995年02期

3 徐國辰;血管支架的臨床應(yīng)用及其進展[J];心血管病學(xué)進展;1995年02期

4 徐國辰;;話說血管支架[J];東方養(yǎng)生;2009年06期

5 ;新血管支架能阻止血塊形成[J];健康人;2002年09期

6 黃齊亮;巴馬司他血管支架的臨床試驗[J];國外醫(yī)學(xué).藥學(xué)分冊;2002年05期

7 陳華勇,柏樹令,王軍,朱小兵,高杰;異種小血管支架模型的建立[J];中國修復(fù)重建外科雜志;2005年05期

8 倪中華,易紅,顧興中;載藥納米顆粒與血管支架自裝配機理和方法[J];機械工程學(xué)報;2005年08期

9 陳慶福,田文彥,王利明,沙貴清;管材屬性對血管支架行為及支架制造性能影響[J];材料科學(xué)與工藝;2005年01期

10 楊杰;黃楠;杜全興;張勇;陳虬;;描述血管支架力學(xué)性能的新概念──形狀系數(shù)[J];生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)雜志;2006年01期

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1 馬生梅;王業(yè)南;尚新春;;醫(yī)用血管支架的振動分析[A];北京力學(xué)會第15屆學(xué)術(shù)年會論文摘要集[C];2009年

2 李寧;顧元憲;;血管支架靜力學(xué)模擬的建模簡化方案[A];大連理工大學(xué)生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)術(shù)論文集（第2卷）[C];2005年

3 田楊;黃耀熊;;不銹鋼血管支架的力學(xué)研究[A];第十次中國生物物理學(xué)術(shù)大會論文摘要集[C];2006年

4 張憬;尚新春;;血管支架的固有頻率計算[A];北京力學(xué)會第十六屆學(xué)術(shù)年會論文集[C];2010年

5 邵長飛;董何彥;劉振峰;;動脈血管支架設(shè)計與支撐性能研究[A];第七屆中國功能材料及其應(yīng)用學(xué)術(shù)會議論文集（第2分冊）[C];2010年

6 鐘振茂;劉道志;孫康;;有限元分析技術(shù)在血管支架設(shè)計中的應(yīng)用[A];2007第一屆全國介入醫(yī)學(xué)工程學(xué)術(shù)會議論文匯編[C];2007年

7 王國輝;王盛強;徐益民;;血管支架的加速疲勞測試[A];2007第一屆全國介入醫(yī)學(xué)工程學(xué)術(shù)會議論文匯編[C];2007年

8 黃楠;;抗凝血、抗組織增生的表面仿生的血管支架研究[A];提高全民科學(xué)素質(zhì)、建設(shè)創(chuàng)新型國家——2006中國科協(xié)年會論文集[C];2006年

9 徐仲英;;不同類型被膜血管支架的實驗研究[A];中華醫(yī)學(xué)會第一次全國介入醫(yī)學(xué)學(xué)術(shù)會議論文匯編[C];2001年

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1 本報記者　 周東;不迷信權(quán)威瞄準(zhǔn)第三代中孵友信血管支架突圍[N];中國高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)導(dǎo)報;2006年

2 特約撰稿 徐錚奎;中低價位血管支架市場潛力巨大[N];醫(yī)藥經(jīng)濟報;2010年

3 特約撰稿 徐錚奎;植入式血管支架嬗變謀新生[N];醫(yī)藥經(jīng)濟報;2013年

4 周東;第三代血管支架遭遇270萬美元尷尬[N];中國高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)導(dǎo)報;2006年

5 劉云濤;我國研制出支架力學(xué)性能快速評價工具[N];中國醫(yī)藥報;2008年

6 胡德榮;國產(chǎn)含藥緩釋血管支架“出爐”[N];健康報;2004年

7 特約撰稿 徐錚奎;心血管疾病攪動亞太[N];醫(yī)藥經(jīng)濟報;2010年

8 欣華;新一代可吸收型血管支架效果良好[N];醫(yī)藥經(jīng)濟報;2009年

9 葉國標(biāo);國產(chǎn)含藥緩釋血管支架誕生[N];中國醫(yī)藥報;2004年

10 徐錚奎;美國醫(yī)療器械產(chǎn)品研發(fā)推陳出新[N];中國醫(yī)藥報;2008年

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1 趙亮;基于雙層蛛絲蛋白血管支架和干細(xì)胞構(gòu)建小直徑組織工程血管及其修復(fù)動脈缺損的研究[D];福建師范大學(xué);2014年

2 涂秋芬;以脫細(xì)胞犬動脈為基質(zhì)的新型組織工程血管支架的制備和體外再細(xì)胞化研究[D];四川大學(xué);2007年

3 李偉;生物可降解稀土鎂合金血管支架無縫管材的制備技術(shù)及性能研究[D];重慶大學(xué);2011年

4 劉賓;脫細(xì)胞組織工程血管支架材料的實驗研究[D];第四軍醫(yī)大學(xué);2009年

5 陳華勇;異種小血管支架的實驗移植機制與CD34陽性細(xì)胞生物學(xué)特性的研究[D];中國醫(yī)科大學(xué);2006年

6 潘長江;藥物洗脫血管支架研究[D];西南交通大學(xué);2006年

7 張良;1.新型小口徑血管支架和其體內(nèi)生物行為的研究 2.雪旺氏細(xì)胞促進骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞增殖和向動脈樣細(xì)胞分化的實驗研究[D];中國協(xié)和醫(yī)科大學(xué);2008年

8 虞劍;復(fù)合SDF-1α的組織工程血管支架在小口徑人造血管移植和重建中的研究[D];復(fù)旦大學(xué);2012年

9 劉小麗;血管支架用Mg-Zn-Y-Nd合金的體外生物相容性及表面改性研究[D];北京科技大學(xué);2015年

10 邢s，

本文編號：339954