检索结果-内蒙古大学图书馆

基于响应面法的血管支架拉伸、扭转性能优化及考虑加工精度影响的强度可靠性分析

机械设计 2024年第S01期41卷 78-82页

作者：马宗民李淑娴白猛威大连大学机械工程学院辽宁大连116622

为分析设计变量对血管支架拉伸性能、扭转性能的精准影响,进行血管支架拉伸性能、扭转性能优化,考虑加工精度的影响,进行血管支架的强度可靠性分析。方法:取血管支架支撑筋宽度、支撑筋长度、连接筋宽度和支架厚度为设计变量,应用斯皮... 详细信息

为分析设计变量对血管支架拉伸性能、扭转性能的精准影响,进行血管支架拉伸性能、扭转性能优化,考虑加工精度的影响,进行血管支架的强度可靠性分析。方法:取血管支架支撑筋宽度、支撑筋长度、连接筋宽度和支架厚度为设计变量,应用斯皮尔曼等级相关系数法分析设计变量对血管支架拉伸刚度、扭转刚度等响应变量的精准影响;采用响应面方法进行以拉伸刚度、扭转刚度为目标进行血管支架的优化设计;对优化后的血管支架,考虑加工精度所致设计变量的随机性,利用六西格玛工具分析应力的概率分布。结果:对于血管支架拉伸刚度,支撑筋宽度和连接筋宽度灵敏度系数大,且均为正值;对于血管支架扭转刚度,支撑筋宽度灵敏度系数较大,且为负值;优化后的血管支架相比原始血管支架,拉伸刚度降低了11.5%;扭转刚度减小了50.6%;考虑加工精度所致设计变量的随机性进行可靠性分析,在可靠度为99.8%时,虽然血管支架的拉伸刚度和扭转刚度最大值高于优化值,但血管支架的最大应力满足强度条件。结论:支撑筋宽度对血管支架的拉伸性能影响最大,连接筋宽度次之,支撑筋长度和支架厚度影响较小;支撑筋宽度对血管支架的扭转性能影响最大,连接筋宽度、支撑筋长度和支架厚度影响较小;随机因素加工精度对血管支架优化目标有一定的影响,但优化结果仍是可靠的。本文提供了一种血管支架优化的思路:首先是进行基于目标的优化,然后考虑随机因素的影响进行基于概率的强度可靠性分析。

关键词：血管支架响应面法优化设计强度可靠性

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血管支架疲劳性能的体外测试方法现状

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北京生物医学工程 2024年第5期43卷 525-530页

作者：陈奕文黄秀玲董双鹏马金竹焦永哲华子恺国家药品监督管理局无源植入器械质量评价重点实验室上海200444 上海大学机电工程与自动化学院上海200444 国家药品监督管理局天津市医疗器械检测中心天津300384

支架介入是血管疾病的重要治疗手段,血管支架在临床服役中会承受数亿次脉动循环的作用,耐疲劳性能直接关系到支架临床使用的安全性,成为该类医疗器械研发与注册中的关键性能考量指标。通过模拟体内血管环境建立体外等效试验已成为支架... 详细信息

支架介入是血管疾病的重要治疗手段,血管支架在临床服役中会承受数亿次脉动循环的作用,耐疲劳性能直接关系到支架临床使用的安全性,成为该类医疗器械研发与注册中的关键性能考量指标。通过模拟体内血管环境建立体外等效试验已成为支架产品耐疲劳性能评价的主要手段,科学合理的体外疲劳测试方法对于评价支架产品的临床使用寿命具有重要意义。目前,国内外相关标准主要对体外疲劳测试中支架面临的径向脉动耐久性与轴向、弯曲和扭转三种非径向循环形变的耐久性测试方式提出了要求。一些文献报道了基于标准测试方法开发的体外疲劳测试平台,可以帮助评估支架产品临床预期的耐久性能,确定潜在的失效模式。但目前的测试平台仍有许多局限性,与真实体内环境还有一定差距。本文主要从支架疲劳测试方法和支架疲劳测试平台等方面,对国内外血管支架疲劳测试的研究现状进行归纳总结。

关键词：血管支架疲劳耐久性体外测试

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天然血管基质/聚己内酯复合血管支架的制备与性能表征

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重庆理工大学学报（自然科学） 2023年第5期37卷 308-317页

作者：陈国宝董刚立杨欢陈忠敏王富平重庆理工大学药学与生物工程学院重庆400054

将脱细胞血管基质(decellularized vascular matrix,DVM)与聚己内酯(Polycaprolactone,PCL)相复合,得到的复合支架能保留天然血管基质的血管诱导再生特性,克服降解过快的不足,扩大其在组织工程领域的应用范围。将新鲜的猪主动脉经脱细... 详细信息

将脱细胞血管基质(decellularized vascular matrix,DVM)与聚己内酯(Polycaprolactone,PCL)相复合,得到的复合支架能保留天然血管基质的血管诱导再生特性,克服降解过快的不足,扩大其在组织工程领域的应用范围。将新鲜的猪主动脉经脱细胞、脱脂等一系列处理后得到DVM粉末,再将其经酶解得到脱细胞血管基质凝胶(decellularized vascular matrix gel,DVMG),将用冰醋酸配置的PCL溶液与DVMG按照不同比例混合,将混合溶液反复包裹模具,室温中冷却后得到不同组的复合血管支架。共制备出4组DVMG/PCL的支架材料,通过扫描电子显微镜(scanning electron microscope,SEM)观察发现支架表面较为均匀,截面结构有明显孔隙,利于细胞黏附与迁移。通过力学拉伸实验检测PCL支架、DVMG∶PCL分别为1∶1,1.5∶1,5∶1的各组支架的拉伸模量值依次为49.00±9.52 MPa,46.29±3.08 MPa,38.77±2.07 MPa和31.18±2.80 MPa。体外降解实验显示:4组支架材料均有一定的降解能力,降解速率与DVMG的含量有关,说明改变DVMG与PCL的比例可以制备出不同力学性能、降解性能的复合血管支架。相较于单纯的PCL支架,复合支架中DVMG的含量越高,支架的刚度越低,降解速率越快,DVMG/PCL支架的整体性能得到一定改善。研究结果对于进一步扩大DVM和DVMG的应用范围,改善高分子材料的生物学响应性能具有参考价值。

关键词：血管支架脱细胞血管基质聚己内酯力学特征组织工程

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血管支架内壁微织构参数对近壁面血流特性的影响

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广西师范大学学报（自然科学版） 2022年第6期40卷 185-195页

作者：郑凯瑞杨发展赵国栋卞东超黄珂车成业青岛理工大学机械与汽车工程学院山东青岛266250 青岛大学医学院附属医院山东青岛266000

为了改善血管支架置入后近壁面的血流特性,抑制血管支架内血小板、脂类等物质的黏附,降低支架内出现再狭窄现象的概率,基于仿生学原理,在管状血管支架内表面设计了不同高度的正六边形凸起微织构,采用有限元法探究不同高度微织构在心脏... 详细信息

为了改善血管支架置入后近壁面的血流特性,抑制血管支架内血小板、脂类等物质的黏附,降低支架内出现再狭窄现象的概率,基于仿生学原理,在管状血管支架内表面设计了不同高度的正六边形凸起微织构,采用有限元法探究不同高度微织构在心脏收缩期和舒张期内对近壁面处血流状态的影响。结果表明,相比于无织构支架,内壁带有微织构的支架能够有效改善血流状态:在心脏收缩期,当血液流速达峰值时刻,微织构高度为35μm的支架下血流速度可提高0.78%,微织构高度为50μm的血管支架下血流速度能够提高8.93%;在心脏舒张期血液平稳流动时,微织构高度为35μm的支架下血流速度提高2.20%,微织构高度为50μm的血管支架下血液流速增幅达14.37%。尤其是在血液流速达峰值时,近壁面处的血液出现扰动和停滞区,随着微织构高度的增加,血液扰动的幅度逐渐增大;而当血液流动处于平稳状态,血液在近壁面产生漩涡和回流现象,微织构越高,血液回流量越小,漩涡强度越大。相比于无织构支架,微织构支架能够有效改善近壁面处的血流特性,提高血液流动速度和近壁面处的扰动,减少血液黏附,降低血管支架出现再狭窄的风险。

关键词：微织构血管支架近壁面血流速度有限元分析 Ansys 流体力学

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飞秒激光无碎屑加工不锈钢血管支架

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机械工程学报 2021年第5期57卷 251-261页

作者：谢小柱朱裔良黄亚军申超彭清发王鹏超龙江游广东工业大学机电工程学院广州510006 广东工业大学省部共建精密电子制造技术与装备国家重点实验室广州510006

经皮冠状动脉植入血管支架是解决心血管堵塞的主要手段。管状心血管支架主要采用纳秒激光加工,但存在热效应大、熔渣碎屑残留、以及复杂后处理等问题。因此,利用高重复频率红外飞秒激光对不锈钢血管支架进行加工,研究飞秒激光烧蚀作用机... 详细信息

经皮冠状动脉植入血管支架是解决心血管堵塞的主要手段。管状心血管支架主要采用纳秒激光加工,但存在热效应大、熔渣碎屑残留、以及复杂后处理等问题。因此,利用高重复频率红外飞秒激光对不锈钢血管支架进行加工,研究飞秒激光烧蚀作用机理,分析材料的去除过程,研究激光能量密度、平台进给速度、激光脉冲重复频率等加工工艺参数对加工表面的影响规律,研究结果表明:高重复频率低能量密度下飞秒激光加工具有良好的表面质量和加工效率;在激光能量密度、脉冲重复频率、进给速度、气体压力分别为1.99 J/cm^(2)、100 kHz、24.6 mm/min、0.1 MPa时,实现了热影响区小、无碎屑残留且没有重凝层的高质量血管支架切割,并且在其表面加工了直径为30μm的储药孔。

关键词：飞秒激光血管支架机理工艺参数影响规律

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血管支架及其在动脉瘤治疗中的发展趋势

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中国组织工程研究 2021年第34期25卷 5561-5569页

作者：李芳吴可通赵珺李刚苏州大学纺织与服装工程学院现代丝绸国家工程实验室江苏省苏州市215123 中山大学附属第六医院介入中心广东省广州市510655 上海交通大学附属第六人民医院血管外科上海市200233

背景:随着血管疾病发病率的逐年上升,采用血管支架配合微创手术在血管疾病治疗中的临床应用越来越普遍。目的:阐述血管支架的研究背景、性能要求、种类、原材料、制备和后加工技术,分析血管支架植入人体后所出现的并发症及改善方法。方... 详细信息

背景:随着血管疾病发病率的逐年上升,采用血管支架配合微创手术在血管疾病治疗中的临床应用越来越普遍。目的:阐述血管支架的研究背景、性能要求、种类、原材料、制备和后加工技术,分析血管支架植入人体后所出现的并发症及改善方法。方法:应用计算机检索中国知网、Web of Science数据库,检索时间期限为2005至2020年,中文检索关键词为“血管支架、动脉瘤、腔内隔绝术、研究现状”,英文检索关键词为“vascular stent;aneurysm;endovascular exclusion;research status”。结果与结论:采用血管支架配合微创手术治疗动脉瘤具有重要的临床研究和应用价值,然而传统血管支架不能同时具备良好的远期畅通率、抗疲劳性、抗血栓和抗肿瘤功能,应该从结构设计、血管内皮化和高效药物缓释功能改性等方面进行系统设计和改进。血管支架研究是涉及多学科交叉的前沿研究,需要生物材料、工程技术和医学临床的多学科人才团队协同创新,才能开发出相容性更好、性能更稳定和价格更低的血管支架,为人类的医疗事业做贡献。

关键词：材料支架血管支架动脉瘤研究现状内皮化抗血栓综述

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镁合金血管支架TiO_(2)涂层的微形貌调控

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特种铸造及有色合金 2022年第4期42卷 472-476页

作者：侯树森李悦杨婷婷于卫新连黎明新乡学院机电工程学院河南新乡453003

采用溶剂热法在镁合金血管支架表面制备了具有微纳米结构的锐钛矿TiO_(2)涂层,研究了溶剂热反应条件对涂层微观形貌的影响。结果表明,通过改变反应时间、HF含量以及反应溶液中F浓度,可获得不同微纳米结构的TiO_(2)涂层。随着反应时间延... 详细信息

采用溶剂热法在镁合金血管支架表面制备了具有微纳米结构的锐钛矿TiO_(2)涂层,研究了溶剂热反应条件对涂层微观形貌的影响。结果表明,通过改变反应时间、HF含量以及反应溶液中F浓度,可获得不同微纳米结构的TiO_(2)涂层。随着反应时间延长,锐钛矿晶体形貌由八面体向片层状转变且致密化;随着反应温度升高,片层微结构逐渐增多、片层的厚度逐渐减小;随着溶液中HF含量增加,片状TiO_(2)的分布逐渐稀疏,涂层化效率降低;随着F离子浓度增加,片状TiO_(2)的排列形式趋于分散,由多片交叉叠加向单片演变。反应条件为160℃×10 h,溶剂配比为0.25 mL/HF(40%),0.25 mL/NH_(4)F(0.2 mol/L)时,镁合金血管支架表面可获得均匀致密、呈片状规整排列的微纳米结构TiO_(2)涂层,表面粗糙度为350.7 nm。

关键词：镁合金血管支架 TiO_(2)涂层微形貌溶剂热法

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血管支架治疗透析相关中心静脉疾病研究进展

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生物医学工程研究 2023年第3期42卷 299-304页

作者：王昭力于洋付平陈宇四川大学建筑与环境学院生物力学工程实验室成都610065 四川大学华西医院肾脏内科肾脏病研究所成都610041 四川大学华西医院介入诊疗中心成都610041

维持性血液透析患者由于内瘘所致的高血流量或中心静脉导管等因素,常出现中心静脉闭塞或狭窄等中心静脉疾病(central venous disease,CVD),导致血透通路功能障碍。经皮球囊扩张血管成形术(percutaneous transluminal angioplasty,PTA)... 详细信息

维持性血液透析患者由于内瘘所致的高血流量或中心静脉导管等因素,常出现中心静脉闭塞或狭窄等中心静脉疾病(central venous disease,CVD),导致血透通路功能障碍。经皮球囊扩张血管成形术(percutaneous transluminal angioplasty,PTA)和经皮血管支架植入血管成形术(percutaneous transluminal angioplasty with stent placement,PTS)是透析相关CVD的主要治疗手段。本文首先阐述了透析相关CVD的临床背景,指出使用支架治疗CVD的有效性;再从不可降解和可降解材料两个方面分别回顾了血管支架的发展;最后指出用于静脉和动脉疾病治疗支架的区别,介绍了目前临床上专门用于静脉的血管支架,并对未来静脉用支架的发展进行展望。

关键词：维持性血液透析中心静脉疾病介入治疗血管支架生物力学

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血管支架用Mg-Sc合金相稳定性及弹性模量的第一性原理研究

血管支架用Mg-Sc合金相稳定性及弹性模量的第一性原理研究

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作者：刘朋强郑州大学

学位级别：硕士

镁合金具有优异的生物相容性及生物可降解性，被认为是极具发展前景的血管支架材料。传统α型镁合金塑性和韧性较低，难以满足血管支架的加工及服役性能要求。含亚稳β相的Mg-Sc固溶体合金因其含有体心立方结构相，可通过两相调控获得... 详细信息

镁合金具有优异的生物相容性及生物可降解性，被认为是极具发展前景的血管支架材料。传统α型镁合金塑性和韧性较低，难以满足血管支架的加工及服役性能要求。含亚稳β相的Mg-Sc固溶体合金因其含有体心立方结构相，可通过两相调控获得较好的塑韧性，改善传统镁合金作为血管支架材料性能不足的问题。然而，工程上往往需要较高的Sc含量来保证获得足够的亚稳β相，导致合金成本过高。且镁合金弹性模量较低，不利于血管支架的应用。合金化是调控相稳定性和弹性模量的重要手段，研究合金元素对Mg-Sc固溶体合金亚稳β相稳定性及合金弹性模量的影响，对于降低Sc含量，节约成本，并设计高弹性模量的Mg-Sc合金具有重要的理论和实际意义。基于此，本文采用第一性原理方法对Mg-Sc合金的相稳定性及弹性模量进行了预测，具体研究内容包括:　　采用相干势近似(CPA)结合精确饼模型轨道(EMTO)方法，通过形成能的计算预测了Mg-Sc(Sc＜30at.％)无序固溶体合金中α相和β相的相对稳定性。Sc含量高于8.89at.％时，β相具有比α相更低的形成能。随着Sc含量升高，α相相对于β相的形成能逐渐增大，这表明Sc增加了Mg-Sc合金中β相的相对稳定性。计算了Al、Ca、Zn、Y、Zr和Mn六种合金元素对Mg-15(at.％)Sc合金中α相和β相稳定性的影响，结果表明:合金元素Ca,Y,Zr,Mn提高β相的相对稳定性，而Al和Zn降低β相的相对稳定性。　　通过对晶胞施加体积不变的应变，分别计算了Mg-Sc合金α相和β相的弹性常数以及单晶在不同取向的弹性模量，并通过Voigt和Reuss约束方法和Hill平均值法得到了α相多晶和β相多晶的宏观平均弹性模量。计算表明Sc可同时提高二元Mg-Sc合金α相和β相的多晶体积模量、剪切模量和杨氏模量，且对β相杨氏模量的提高更为显著。Sc增大Mg-Sc合金α相弹性模量各向异性，降低β相弹性模量各向异性。合金元素Al,Zr,Mn同时提高Mg-Sc合金α相和β相的多晶体积模量、剪切模量和杨氏模量。过渡金属元素Y,Zr,Mn对β相多晶剪切模量和杨氏模量提高作用随其d电子数增加而增强。　　本文的计算结果表明，合金元素Zr和Mn作为Mg-Sc合金亚稳β相的稳定元素，能够在更低的Sc含量下稳定β相，节约成本，同时提高Mg-Sc合金的弹性模量。本文的计算结果能够为设计低成本、高弹性模量的新型Mg-Sc基合金提供理论支持。

关键词：血管支架镁钪合金相稳定性弹性模量第一性原理

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血管支架用ZE21B合金表面靶向载药纳米涂层的制备及性能研究

血管支架用ZE21B合金表面靶向载药纳米涂层的制备及性能研究

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作者：王亚辉郑州大学

学位级别：硕士

冠状动脉疾病是最常见的心血管疾病，我国由于人口基数大，老年人数多，患病人数一直处于高位。药物洗脱支架已广泛应用于心血管疾病的治疗，但由于药物洗脱支架所载药物缺乏靶向作用以及支架平台的不可降解，使得药物涂层在抑制平滑肌... 详细信息

冠状动脉疾病是最常见的心血管疾病，我国由于人口基数大，老年人数多，患病人数一直处于高位。药物洗脱支架已广泛应用于心血管疾病的治疗，但由于药物洗脱支架所载药物缺乏靶向作用以及支架平台的不可降解，使得药物涂层在抑制平滑肌细胞（SMCs）增殖的同时也抑制了血管内皮的修复，加之金属异物对血管壁的长期慢性炎症刺激，易引起晚期支架内血栓和再狭窄。而镁合金因其优良的可降解性、生物相容性和机械性能，已成为血管支架平台设计的首选材料。在本研究中，首先制备了靶向平滑肌细胞的载雷帕霉素纳米颗粒（TR-NPs）,随后在ZE21B镁合金基底上构建了由氟化镁层、聚多巴胺层和TR-NPs组成的靶向载雷帕霉素纳米涂层，旨在克服传统药物洗脱支架中药物的非选择性问题。　　在本研究中，首先合成了靶向多肽功能化的两亲性聚合物，并通过自组装法制备了TR-NPs。通过1HNMR、TEM和粒径分析证实了TR-NPs的成功制备。细胞摄取实验证明TR-NPs对SMCs具有靶向作用，TR-NPs组的平滑肌细胞摄取率达到90.1±1.4％,远高于非靶向载药纳米颗粒组（R-NPs）的51.1±2.6％。然后，利用自组装方法在预处理后的镁合金基体上制备了靶向载雷帕霉素纳米涂层。通过SEM、FTIR、XPS、光学轮廓仪和水接触角测量仪对涂层的理化性质进行了表征。通过电化学实验、失重实验和浸泡实验对涂层的耐腐蚀性能进行了评价，结果表明，靶向载雷帕霉素纳米涂层提高了基体的耐腐蚀性能。溶血实验、血小板粘附实验和纤维蛋白原粘附/变性实验结果表明改性后的ZE21B合金具有良好的血液相容性。体外细胞实验表明，改性后的ZE21B合金可选择性抑制血管平滑肌细胞的增殖和迁移，但对血管内皮细胞（ECs）的增殖影响相对较弱。内皮细胞和平滑肌细胞共培养实验中，3天时靶向载药纳米涂层（TRNPs）组中的内皮细胞数量与平滑肌细胞数量的比值达到了3.71±0.18,相比之下，非靶向载药纳米涂层（RNPs）组中的比值仅为1.88±0.13。这表明靶向载药纳米涂层释放的靶向载雷帕霉素纳米颗粒可以通过受体-配体相互作用选择性靶向血管平滑肌细胞，从而提高药物利用率并减少副作用。这些结果表明，靶向载药纳米涂层具有提高生物可降解血管支架耐腐蚀性和防止再狭窄的潜力。

关键词：血管支架镁合金纳米涂层靶向治疗平滑肌细胞

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