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冠状动脉支架作为经皮穿刺冠状动脉成形术中保持病变血管畅通的核心器件,其从生产到使用主要经历三个变形过程:装配时往球囊上的紧缩过程;在球囊作用下的扩张过程和球囊撤出后的支架自身反弹及受血管壁的压缩过程。这三个重要的变形特征分别对应并影响着支架不同的力学技术指标。 本文根据支架设计的构想,利用两类连接体和振幅大小不均一的波形支撑体结构,设计出非均一振幅波形结构血管支架。利用三维实体建模软件Pro/E与有限元分析软件ANSYS建立了普遍采用的316L不锈钢和开始受到关注的钴铬合金L605两种不同材料模型的冠状动脉支架的三维有限元仿真模型,结合支架筋尺度等其它影响因素,对支架的紧缩反弹行为、膨胀行为、抗压缩性能和柔顺性进行了模拟分析,并做了实验验证,以考察支架设计和支架材料等因素对支架力学性能的影响。 结果表明:在支架力学行为分析中,不同支架材料是影响支架的力学行为的重要因素。在同一紧缩反弹情况下,L605材料支架反弹量要明显大于316L不锈钢支架,大约比316L不锈钢支架大40%左右,反弹量跟其它的因素关系不大。支架膨胀行为中,L605材料支架的临界内压力及反弹行为明显大于316L不锈钢支架:减小支架筋尺寸可降低支架临界内压力,筋厚和筋宽均为0.07mm的L605材料支架的临界内压力与筋厚和筋宽均为0.1mm的316L材料支架相当;支架轴向长度变化与结构和最终膨胀状态相关,在3.0mm时支架轴向缩短率为5.64%。L605材料支架的抗压缩性能明显优于316L不锈钢支架;支架花冠的个数和筋尺寸对支架抗压缩性能有所影响。支架材料对支架柔顺性性能影响很大,支架筋尺寸对支架柔顺性性能有一定的影响,增加支架筋尺寸会降低支架的柔顺性性能,筋厚和筋宽均为0.07mm的L605材料的支架的柔顺性要明显好于筋厚和筋宽均为0.1mm的316L材料支架;“S”形连接筋支架的柔顺性好于直线形连接筋支架。 有限元分析和实验表明本论文设计的支架可以达到既有很好的轴向柔顺性,又能在扩张后保持较高的径向支撑力,较小的轴向缩短率,金属表面覆盖率适中、均一的支架。本文为支架设计和分析提供了理论依据和参考。