為了系統(tǒng)地評價自膨式鎳鈦合金血管支架的安全可靠性,本研究引用國際標準化組織推薦的支架動態(tài)安全系數定量反映支架的安全性能。利用非線性有限元軟件Abaqus中超彈性記憶合金材料作為本構模型,結合鎳鈦合金管材單軸拉伸實驗數據,對Φ8×30 mm、Φ10×30 mm、Φ12×30 mm三種L型支架先壓握后自膨脹的置入過程、置入后高低血壓脈動作用下的形狀變化過程進行了有限元模擬。通過分析血管支架的應力變化情況,研究了血管支架使用過程中的最大應力應變、應力集中位置、疲勞強度大小以及可能的失效形式,并開展了血管支架體外加速疲勞壽命試驗。有限元分析及實驗結果均顯示隨著壓握量增大,支架最大應力和最大塑性應變呈遞增趨勢,但支架最大應力和應變分布區(qū)域無顯著變化,均集中在支撐體和連接體連接區(qū)域的圓弧內側。三種支架動態(tài)安全系數分別為1.31、1.23和1.14,數值都大于1,表明三種支架的安全性能較好,能滿足10年以上的疲勞壽命要求,且支架的安全性隨著支架原始直徑的增大有減小的趨勢。 

【文章來源】：生物醫(yī)學工程學雜志. 2020,37(02)北大核心EICSCD

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【部分圖文】：

鎳鈦合金應力-應變曲線

在血管壁的長期收舒脈動作用下，支架容易發(fā)生變形、坍塌甚至斷裂等疲勞失效，從而降低支架的預期使用壽命。采用美國食品藥品管理局、歐洲衛(wèi)生部門制定的血管支架行業(yè)標準[17-18]推薦的Goodman圖表法，對支架是否滿足10年的疲勞壽命（3.8億次收舒脈動）進行評估。有限元分析得到的80、160 mm Hg的支架應力云圖顯示，支撐體與連接體過渡圓弧內側節(jié)點處的應力較高，這與壓握過程中支架承受應力的集中位置一致，說明該區(qū)域為支架使用過程中的危險部位。由式(1)、(2)求出三種支架的等效交替應力和等效平均應力，計算結果見表3。圖3 載荷加載過程

載荷加載過程


本文編號：3232020