鎳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(yōu)異的生物相容性和力學(xué)性能。本文利用三維實(shí)體建模軟件Pro/Engeering與有限元分析軟件Ansys8.1，建立了不同結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的鎳鈦合金支架的三維有限元仿真模型，并對(duì)其抗壓縮性能、柔順性、植入性能和應(yīng)力分布情況進(jìn)行了模擬分析，并做了相關(guān)的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，以考察不同因素對(duì)鎳鈦合金支架性能的影響。可以利用三維有限元技術(shù)，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(yōu)化設(shè)計(jì)提供了理論和設(shè)計(jì)依據(jù)。根據(jù)有限元分析結(jié)果及臨床尺寸，設(shè)計(jì)了一種新型結(jié)構(gòu)的鎳鈦合金支架，新型支架結(jié)構(gòu)采用類正弦單元環(huán)加短直筋相連。

 

在做經(jīng)皮冠狀動(dòng)脈球囊擴(kuò)張術(shù)時(shí)，把一個(gè)預(yù)先折疊的鈦合金心臟支架附在球囊上，當(dāng)球囊擴(kuò)張時(shí),支架也隨之打開而固定在狹窄的動(dòng)脈處，這就是冠狀動(dòng)脈內(nèi)支架置入術(shù)。目前臨床上約在80%的冠狀動(dòng)脈介入術(shù)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(shù)中使用的心臟支架在體外看上去像是細(xì)小的網(wǎng)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(wǎng)狀、管形、環(huán)形、纏繞等；心臟支架材料上有鈦合金、鉭和鎳鈦合金等。經(jīng)反復(fù)研究和實(shí)踐，目前應(yīng)用最多的是以鈦合金為主的合金管形支架。當(dāng)然，管身是根據(jù)不同的治療需要而“精雕細(xì)琢”的。據(jù)統(tǒng)計(jì)，至今全球做過的鈦合金心臟支架置入術(shù)已超過1000萬例。 

 

有限元分析表明，新型支架的力學(xué)性能較好，且應(yīng)力分布也比較均勻，達(dá)到了優(yōu)化設(shè)計(jì)的目的。結(jié)果表明：鎳鈦合金支架在變形時(shí)，其應(yīng)力一般集中在支架筋的拐角處，所以在支架設(shè)計(jì)中，拐角部分要適當(dāng)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(fā)生應(yīng)力誘發(fā)馬氏體轉(zhuǎn)變是支架出現(xiàn)突然塌陷現(xiàn)象的一個(gè)重要原因 

 

1.支架單元結(jié)構(gòu)的均勻，可使得支架受力時(shí)應(yīng)力分布均勻，且有效避免應(yīng)力集中現(xiàn)象，其應(yīng)力最大值明顯減??； 

2.支架筋的寬度或厚度方向的增加對(duì)支架抗壓縮性能的影響程度基本相當(dāng)，而寬度的增加比厚度的增加對(duì)柔順性影響的效果要大一些； 

3.支架結(jié)構(gòu)為支撐體加連接筋比只依靠支撐體連接時(shí)柔順性要好很多； 

4.類正弦單元體結(jié)構(gòu)，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(yīng)力分布廣泛，不易造成應(yīng)力集中，使支架的疲勞性能增強(qiáng)，且具有較大的徑向支撐力； 

5.支架釋放后，將對(duì)端部血管產(chǎn)生較高的內(nèi)應(yīng)力，這會(huì)容易損傷此處的血管，引起血栓及內(nèi)膜增生等問題。