復(fù)合紡織基分支人造血管的設(shè)計與制備.pdf

1、血管腔內(nèi)隔絕術(shù)(endovascular exclusion，EVGE)是一種微創(chuàng)而安全的介入治療技術(shù)，應(yīng)用這一技術(shù)可對多種主動脈擴(kuò)張性疾病進(jìn)行有效的治療，尤其適用于伴有高危因素而不宜行外科手術(shù)治療的患者。但是對于涉及分支動脈的主動脈弓擴(kuò)張性疾病的腔內(nèi)隔絕術(shù)，難以同時做到既能隔絕病變的動脈，又能保證其分支動脈遠(yuǎn)端重要臟器的血供?；谝陨弦螅疚氖状翁岢隽饲嫘头种嗽煅苣Ｐ?，即自釋放型分支人造血管，能夠協(xié)同主動脈植入體內(nèi)，利用分支動

2、脈被封堵后與主動脈之間存在明顯的血壓差自動釋放并突入分支動脈，同時，降低了外科手術(shù)的難度。
　　 首先，綜合血液的性質(zhì)和流體力學(xué)的基本原理，確定曲面型分支人造血管曲面的曲率結(jié)構(gòu)參數(shù)。通過假設(shè)主動脈血管是圓柱形狀同時分支人造血管的軸線與主動脈血管的軸線是垂直的，并且認(rèn)為血液是不可壓縮的牛頓流體，利用伯努利方程得到了曲面型分支人造血管曲面的曲率結(jié)構(gòu)參數(shù)，并將其作為血液動力學(xué)模擬中模型的建立和人造血管試樣制備的參考標(biāo)準(zhǔn)。
　　

3、 其次，針對動脈血液的流動狀況，并根據(jù)流體力學(xué)原理得到的參數(shù)建立三維曲面型分支動脈/血流耦合模型，采用有限元方法，利用ANSYS和CFX軟件相互結(jié)合的流固耦合算法FSI實現(xiàn)結(jié)構(gòu)分析和流體分析的數(shù)值模擬。本文以數(shù)值分析的方法，對不同彈性模量材料的血管進(jìn)行對比分析，觀察不同時刻血流速度矢量圖、管壁變形量及血管壁von mises stress等值線圖。結(jié)果表明曲面型結(jié)構(gòu)的分支血管基本上沒有發(fā)生渦流的現(xiàn)象，其結(jié)構(gòu)設(shè)計更有利于血液的穩(wěn)定流動；人

4、體血管的管壁變形量介于滌綸人造血管試樣和聚氨酯人造血管試樣之間；分支血管遠(yuǎn)心端處的von mises stress值較大。
　　 同時，為了滿足理想人造血管的要求，使人造血管的力學(xué)性能接近接近真血管，本文以滌綸、聚氨酯為原料，以曲面型結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)，采用浸漬一瀝濾法，制備出了曲面型滌綸網(wǎng)格織物增強的聚氨酯分支人造血管。
　　 最后，本文比較了曲面型滌綸網(wǎng)格織物增強的聚氨酯分支人造血管與純聚氨酯分支人造血管的生物力學(xué)性能和彈性

5、回復(fù)性能。測試結(jié)果表明織物增強的復(fù)合人造血管試樣的頂破、徑向拉伸性能以及彈性回復(fù)性能要明顯好于純聚氨酯人造血管試樣，即彈性網(wǎng)格織物在一定程度上改善了人造血管的力學(xué)性能和彈性回復(fù)性能。
　　 總之，課題針對人造血管的選材和結(jié)構(gòu)設(shè)計進(jìn)行了探索，根據(jù)流體力學(xué)的基本原理和流固耦合的分析結(jié)果，制備了兩種曲面型分支人造血管試樣，并測試了兩種試樣的相關(guān)生物力學(xué)性能和彈性回復(fù)性能。本研究結(jié)果對于人造血管的的選材、結(jié)構(gòu)設(shè)計和制備提供了一定指導(dǎo)和幫