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(yīng)力分布情況進(jìn)行了模擬分析，并做了相關(guān)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(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)計提供了理論和設(shè)計依據(jù)。根據(jù)有限元分析結(jié)果及臨床尺寸，設(shè)計了一種新型結(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)皮冠狀動脈球囊擴張術(shù)時，把一個預(yù)先折疊的鈦合金心臟支架附在球囊上，當(dāng)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(nèi)支架置入術(shù)。目前臨床上約在80%的冠狀動脈介入術(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，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)計的目的。結(jié)果表明：鎳鈦合金支架在變形時，其應(yīng)力一般集中在支架筋的拐角處，所以在支架設(shè)計中，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)象的一個重要原因 

 

1.支架單元結(jié)構(gòu)的均勻，可使得支架受力時應(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(dāng)，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(jié)構(gòu)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(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，且具有較大的徑向支撐力； 

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