3D打印生物可降解血管支架及其理化性能初步研究.pdf

1、本文主要從以下幾個(gè)部分進(jìn)行論述:
　　第一部分 可降解血管支架三維模型的有限元分析及流體力學(xué)數(shù)值模擬
　　目的:利用有限元力學(xué)分析和流體力學(xué)數(shù)值模擬對血管支架的三維模型進(jìn)行評估分析，為支架結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和優(yōu)化提供依據(jù)。
　　方法:通過三維建模，利用有限元分析方法對支架單元結(jié)構(gòu)的膨脹過程和支架壓縮過程進(jìn)行分析，比較不同模型的應(yīng)力變化趨勢;然后對支架模型與血管及血流進(jìn)行耦合，對支架段血管進(jìn)行流體力學(xué)數(shù)值模擬，評估不同支架模型的

2、壁面剪應(yīng)力變化情況。
　　結(jié)果:通過對支架模型的有限元分析發(fā)現(xiàn)，支架模型單元的高度和波形弧度越小，支架的膨脹壓力和壓縮壓力越高;通過對不同支架模型耦合的支架段血管的壁面剪應(yīng)力變化趨勢評估發(fā)現(xiàn)，不同支架模型每個(gè)點(diǎn)的壁面剪切力隨時(shí)間變化規(guī)律與血流入口速度的變化規(guī)律基本一致，其中支架模型13結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的低壁面剪應(yīng)力區(qū)域更小，潛在的降低了支架內(nèi)再狹窄的可能性。
　　結(jié)論:本研究通過對血管支架模型進(jìn)行有限元分析和流體力學(xué)數(shù)值模擬可以分別

3、從血管支架的機(jī)械力學(xué)和流體力學(xué)角度對支架結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化選擇，并為其提供充實(shí)的理論依據(jù)。
　　第二部分 生物可降解血管支架的三維打印成型
　　目的:利用全新的三維打印技術(shù)對生物可降解血管支架進(jìn)行打印制備。
　　方法:先通過拉絲系統(tǒng)將左旋聚乳酸粉末進(jìn)行拉絲處理，然后將三維模型導(dǎo)入三維成型裝置中，對血管支架進(jìn)行成型制備。
　　結(jié)果:FDM式三維成型裝置制備的可降解血管支架表面光潔度較差，且無法實(shí)現(xiàn)精確打印。創(chuàng)新的三維曲面

4、打印成型裝置成功地制備了不同波形弧度的可降解血管支架，并通過控制三維打印機(jī)噴頭在單位時(shí)間內(nèi)的擠出量，制備出支架桿粗細(xì)不同的可降解血管支架，實(shí)現(xiàn)了高精度，快速打印成型。
　　討論:新型的三維打印成型工藝制備可降解血管支架的方法具有快速成型、精度高等優(yōu)勢。
　　第三部分 可降解血管支架的力學(xué)性能及體外降解性能研究
　　目的:檢測并評估支架的機(jī)械力學(xué)性能和體外降解性能。
　　方法:利用YISIDA數(shù)顯推拉力計(jì)DS-50

5、N對不同結(jié)構(gòu)的支架和單位時(shí)間三維打印機(jī)噴頭擠出量為150、200、250、300的支架的力學(xué)性能進(jìn)行測試，主要包括對徑向支撐力和支架柔順性能的測試。支架表面覆蓋率:支架表面覆蓋率=支架壓縮表面積/支架展開總面積。支架軸向收縮率:支架軸向收縮率=擴(kuò)張后支架長度/支架擴(kuò)張前長度。對三維成型工藝制備的可降解血管支架進(jìn)行體外降解實(shí)驗(yàn)，測量支架在降解1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18個(gè)月后支架

6、本身的質(zhì)量改變并利用凝膠滲透色譜法測定聚合物的分子量及分子量分布，并在降解實(shí)驗(yàn)的不同時(shí)間點(diǎn)測量支架的力學(xué)性能（徑向支撐力）。
　　結(jié)果:不同結(jié)構(gòu)支架的徑向支撐性能不同，波形弧度小的支架支撐性能更好。當(dāng)三維打印機(jī)噴頭單位時(shí)間內(nèi)的擠出量為250時(shí)，支架的徑向支撐力為128.7KPa，柔順性為0.54N，表面覆蓋率＜20％，軸向收縮率＜5％，符合血管支架的力學(xué)性能要求。支架體外降解實(shí)驗(yàn)中，不同時(shí)間點(diǎn)的支架質(zhì)量下降的變化趨勢為先慢后快，然