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大量醫(yī)學(xué)及臨床試驗(yàn)資料證明，椎動(dòng)脈狹窄是缺血性腦卒中的重要病因。椎動(dòng)脈狹窄可引起椎基底動(dòng)脈的供血不足，嚴(yán)重的可危及生命。由于癥狀不易查出(常表現(xiàn)為頭暈、吞吐困難等)，導(dǎo)致臨床診斷較為困難。由此可見，椎動(dòng)脈開口處狹窄或閉塞已經(jīng)成為腦血管系統(tǒng)中較為嚴(yán)重的問題。目前，有關(guān)錐動(dòng)脈狹窄的治療無統(tǒng)一標(biāo)型。但是也有許多相關(guān)的臨床治療措施，如藥物治療、介入治療和開放性手術(shù)治療。
近年來，經(jīng)皮穿刺椎動(dòng)脈血管腔內(nèi)支架植入術(shù)在我國(guó)已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用和認(rèn)可，主要治療椎動(dòng)脈開口處狹窄和堵塞。由于冠狀動(dòng)脈支架的分析研究已經(jīng)相當(dāng)成熟，而且臨床上也得到大量的認(rèn)可應(yīng)用。因此，現(xiàn)階段臨床大多數(shù)都是在用冠脈支架替代使用在介入治療，對(duì)于椎動(dòng)脈狹窄很少有針對(duì)性的新型支架在研究。在國(guó)內(nèi)具有可行性研究的僅有以下幾篇參考：劉新峰等人在2013年6月對(duì)一種椎動(dòng)脈支架的研究中申請(qǐng)了發(fā)明專利和實(shí)用新型專利；張站柱等人通過研究具有不同連接筋的支架對(duì)椎動(dòng)脈狹窄的力學(xué)作用，以期為支架的設(shè)計(jì)以及介入治療提供更加科學(xué)的指導(dǎo)。但這些理論性的研究還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。同時(shí)，不同結(jié)構(gòu)類型的支架對(duì)血管造成損傷的程度和與血管壁的貼附性不同，由此造成支架植入后病變部位的再狹窄也會(huì)存在差異。因此，對(duì)于新型椎動(dòng)脈支架的研究勢(shì)在必行。
杭州那泰有限元分析公司通過模擬實(shí)驗(yàn)，設(shè)計(jì)一種非對(duì)稱椎動(dòng)脈支架，通過建立球囊-支架-壓握殼-血管的耦合系統(tǒng)，完整模擬支架在人體內(nèi)的工作流程，支架從壓握收縮。壓握卸載、球囊擴(kuò)張、球囊卸載、與血管的脈動(dòng)循環(huán)五個(gè)階段深入研究。從有限元分析中掌握非對(duì)稱支架的應(yīng)力應(yīng)變分布和生物力學(xué)性能，評(píng)價(jià)新型支架疲勞壽命，為椎動(dòng)脈支架的設(shè)計(jì)研發(fā)提供合理的理論參考。
椎動(dòng)脈支架材料使用醫(yī)用CoCr合金(L605)，通過單軸拉伸試驗(yàn)，獲得了CoCr 合金材料的拉伸力學(xué)性能，其彈性模量為240GPa，泊松比為0.3，屈服極限為630MPa，強(qiáng)度極限為1165MPa，延伸率55%，材料斷裂應(yīng)力為1872MPa，疲勞極限為300MPa。文中結(jié)合相關(guān)文獻(xiàn)，簡(jiǎn)化模擬所用的壓握殼與球囊為超彈性殼體，其中壓握殼彈性模量為300MPa，球囊彈性模量為10MPa，泊松比均為0.499。模擬人體血管，也為線彈性連續(xù)殼體，彈性模量為1.75MPa，泊松比為0.499。
本文左右不對(duì)稱支架，先在CAD中畫出二維圖，Solidworks圍成圓柱三維圖，導(dǎo)入Hypermesh軟件進(jìn)行網(wǎng)格劃分，最后導(dǎo)入Abaqus軟件進(jìn)行有限元分析計(jì)算。該初始模型連接體均為直桿，左半部分結(jié)構(gòu)圓周方向采用8個(gè)支撐體，右半部分采用6個(gè)連接體，右半部分支撐體長(zhǎng)度和寬度保持不變，左端選取右側(cè)支撐體長(zhǎng)度80%和寬度80%的尺寸，左右支撐體個(gè)數(shù)不同的結(jié)構(gòu)搭配形式，定義支架: tent-L08-H08。模型在有限元分析中的模擬裝配圖(assembly)，有球囊(balloon)，支架(stent)，壓握殼(crimp)，血管(wall)。
在畫網(wǎng)格Hypermesh軟件中，支架采用8節(jié)點(diǎn)線性減縮積分單元C3D8R，在支架厚度上布置4~6層單元，寬度上布置4~6層單元；壓握殼、球囊、血管均采用4節(jié)點(diǎn)線性連續(xù)的殼體單元S4，厚度上布置5個(gè)Gauss積分點(diǎn)。
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