血管支架材料表面織構(gòu)設(shè)計及其對血液流動的影響.pdf

1、近年來,隨著人口老齡化的加劇,心血管疾病發(fā)病率不斷攀升,心血管疾病導(dǎo)致死亡人數(shù)占疾病死亡人數(shù)的比例從20世紀初的十分之一劇增到21世紀初的三分之一,已成為全球首位死因,且流行趨勢不斷加劇。目前,治療心血管疾病的方法有手術(shù)治療、藥物治療和介入治療等。其中,介入治療因創(chuàng)傷微小、并發(fā)癥少、操作安全和成功率高等特點,被廣泛應(yīng)用到心血管疾病的治療中。然而,血管內(nèi)再狹窄的幾率非常大,大概有10％的患者在使用血管支架后需要再次植入血管支架,這不僅給患

2、者造成了經(jīng)濟損失,也給患帶來了不小的心里負擔。
　　表面織構(gòu)是在材料表面上加工出一系列有一定規(guī)律的微坑或溝槽,使得加工后的表面有著和加工之前光滑表面不同的物理屬性,從而達到表面改性的目的。因此,在生物醫(yī)學(xué)材料表面設(shè)計合理的表面織構(gòu)可以提高其“疏血”性能。
　　本文采用ANSYS CFX軟件,對具有表面織構(gòu)的圓形通道內(nèi)的血液流動進行定常血流數(shù)值模擬,并從血液流速、壁面切應(yīng)力、壓力等參數(shù)來分析表面織構(gòu)對血液流動的影響。結(jié)論如下<

3、br>　　(1)通過建立具有面積率為8.67%、12%和15.87%的圓形微凹坑表面織構(gòu)和無表面織構(gòu)的圓形通道內(nèi)的血液流動模型,并進行對其數(shù)值模擬.分別對三種不同面積率下不同深度的表面織構(gòu)的影響做出分析,結(jié)果表明:圓形微凹坑表面織構(gòu)對血流速度和壓力的影響不大,但是對壁面切應(yīng)力有明顯的影響,并得出了:圓形微凹坑表面織構(gòu)的最優(yōu)深徑比為0.0875,在模擬三種不同面積率的表面織構(gòu)中,最優(yōu)面積率為12%。
　　(2)通過建立具有面積率為8

4、.67%、12%和15.87%圓形微凸起表面織構(gòu)的圓形通道內(nèi)的血液流動模型,并對其流動情況進行數(shù)值模擬。模擬結(jié)果顯示:圓形微凸起表面織構(gòu)對血流速度和壓力的影響不大,但對壁面切應(yīng)力有顯著的影響。得出了:圓形微凸起表面織構(gòu)的最優(yōu)深徑比為0.0875,在模擬三種不同面積率的表面織構(gòu)中,最優(yōu)面積率為12%。
　　(3)通過建立具有面積率為8.56%、12.38%和15.29%方形微凸起表面織構(gòu)的圓形通道內(nèi)的血液流動模型,并對其進行數(shù)值模擬

5、。模擬結(jié)果表明:在模擬的三種不同面積率的表面織構(gòu)中,方形微凸起表面織構(gòu)的最優(yōu)高度為0.04mm,最優(yōu)面積率為12.38%。
　　(4)對比分析圓形微凹坑表面織構(gòu)、圓形微凸起表面織構(gòu)和方形微凸起表面織構(gòu)對血液流動的影響的模擬結(jié)果。結(jié)果顯示:具有圓形微凸起微表面織構(gòu)圓形通道內(nèi)的血液流動特性比具有圓形微凹坑表面織構(gòu)圓形通道內(nèi)的血液流動特性好,更有利于防止血栓的形成;而方形微凸起表面織構(gòu)比圓形微凸體表面織構(gòu)更有利于阻止血栓在支架管內(nèi)的形成