生物可降解镁合金血管支架的优化设计与生物力学评估

目的镁合金作为新型血管支架材料,具有良好的力学性能、生物相容性和可降解性。但在相同结构下,镁合金支架相对于传统金属支架力学性能比较弱,因此,如何改善力学性能是可降解镁合金支架发展所面临的关键问题。方法基于生物可降解支架的典型结构,设计了3种新支架(即支架A、支架B、支架C)。所做的改变包括改变支撑环的角度和排列方式创建一个大小角度交替排列的支撑环结构,并改变连接杆的位置和形状。采用有限元分析的方法,以支架的压缩性能、膨胀性能、弯曲柔韧性、对血管的损伤、血流动力学变化作为评价指标。这些综合评价的结果被用作选择最优支架结构的依据。结果与传统支架相比,支架A、B和C的径向刚度分别提高了16.9%、15.1%和37.8%;弯曲刚度分别降低27.3%、7.6%和38.1%;狗骨效应分别下降5.1%、93.9%和31.3%;低壁面剪切应力区域分别降低50.1%、43.8%和36.2%。与传统支架相比,支架A和C的径向反冲率分别减少9.3%和7.4%。与传统支架相比,支架A、B和C对血管的损伤略有增加,但相差不大,影响并不明显。4种支架植入后血流速率的变化基本相同。结论通过对比4种支架得到支架A和C的综合力学性能更优,具有较大的临床应用潜力。本研究有助于为临床支架结构设计提供参考。