冠脉支架对弯曲血管损伤机理的非线性有限元分析

江旭东^1,2，滕晓艳¹，史冬岩¹，冯海全³

1. 哈尔滨工程大学机电工程学院2. 黑龙江工程学院机电工程学院3. 内蒙古工业大学机械工程学院

摘 要：针对支架植入术后的冠脉血管内支架再狭窄问题,通过非线性有限元法建立弯曲冠脉-支架介入系统生物力学模型及冠脉支架纵向柔顺性计算模型,开展了冠脉支架结构设计对血管壁面损伤与再狭窄的影响机理研究。数值分析结果表明,弯曲血管在支架端部存在高应力梯度,所产生的最大应力是直冠脉的4⁶倍,易于损伤血管从而形成血管内支架再狭窄问题。冠脉支架结构的纵向柔顺性对弯曲血管的整体应力水平具有显著的影响,C型支架的纵向柔顺性远低于S型支架和N型支架,植入后所引起的血管整体应力水平最高;S型支架具有最好的纵向柔顺性,植入后所引起的血管整体应力水平最低。从支架与血管的相互作用以及支架纵向柔顺性的角度解释了临床中弯曲血管内支架再狭窄率较高的力学原因,为支架的临床选择及优化设计提供了重要指导作用。

关键词：冠脉支架;有限元法;纵向柔顺性;血管再狭窄;血管损伤;