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鈦合金支架用于心臟動脈球囊擴張

來源:鈦棒,鈦板,鈦管,鈦絲,鈦設備,鈦合金 發布時間:2014-11-24 10:51:22
鈦合金具有超彈性變形行為,利用這一特性制備的自膨脹支架具有優異的生物相容性和力學性能。本文利用三維實體建模軟件Pro/Engeering與有限元分析軟件Ansys8.1,建立了不同結構設計的鎳鈦合金支架的三維有限元仿真模型,并對其抗壓縮性能、柔順性、植入性能和應力分布情況進行了模擬分析,并做了相關的實驗驗證,以考察不同因素對鎳鈦合金支架性能的影響。可以利用三維有限元技術,綜合分析了影響鎳鈦合金支架性能的主要因素,為鎳鈦合金支架的優化設計提供了理論和設計依據。根據有限元分析結果及臨床尺寸,設計了一種新型結構的鎳鈦合金支架,新型支架結構采用類正弦單元環加短直筋相連。
 
在做經皮冠狀動脈球囊擴張術時,把一個預先折疊的鈦合金心臟支架附在球囊上,當球囊擴張時,支架也隨之打開而固定在狹窄的動脈處,這就是冠狀動脈內支架置入術。目前臨床上約在80%的冠狀動脈介入術中置入了心臟支架。鈦合金心臟支架是什么?鈦合金心臟支架手術中使用的心臟支架在體外看上去像是細小的網壁式金屬管,小型心臟支架重量甚至不足萬分之一克。早期的心臟支架形狀各異,有網狀、管形、環形、纏繞等;心臟支架材料上有鈦合金、鉭和鎳鈦合金等。經反復研究和實踐,目前應用最多的是以鈦合金為主的合金管形支架。當然,管身是根據不同的治療需要而“精雕細琢”的。據統計,至今全球做過的鈦合金心臟支架置入術已超過1000萬例。 
 
有限元分析表明,新型支架的力學性能較好,且應力分布也比較均勻,達到了優化設計的目的。結果表明:鎳鈦合金支架在變形時,其應力一般集中在支架筋的拐角處,所以在支架設計中,拐角部分要適當加寬、加厚,或者減少彎曲角度;在抗壓縮和彎曲過程中,支架發生應力誘發馬氏體轉變是支架出現突然塌陷現象的一個重要原因 
 
1.支架單元結構的均勻,可使得支架受力時應力分布均勻,且有效避免應力集中現象,其應力最大值明顯減小; 
2.支架筋的寬度或厚度方向的增加對支架抗壓縮性能的影響程度基本相當,而寬度的增加比厚度的增加對柔順性影響的效果要大一些; 
3.支架結構為支撐體加連接筋比只依靠支撐體連接時柔順性要好很多; 
4.類正弦單元體結構,具有較高的壓縮比例,可以放入到更小的輸送器中,而且張開后支架整體變形均勻,受力也比較均勻,可使應力分布廣泛,不易造成應力集中,使支架的疲勞性能增強,且具有較大的徑向支撐力; 
5.支架釋放后,將對端部血管產生較高的內應力,這會容易損傷此處的血管,引起血栓及內膜增生等問題。
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