力学刺激和几何边界动态变化对支架降解与血管重塑耦合效应影响的有限元分析

目的可降解支架服役过程中,支架降解与血管重塑之间通过力学相关腐蚀因素以及应力-生长关系形成互为反馈调节的闭环系统,共同促使动脉稳态形成。针对当前有限元模拟中仍然将支架降解与血管目的:重塑过程相互独立的问题,本文建立能够反映二者相互作用的耦合模型,探究力学刺激和几何边界动态变化对耦合效应的影响。方法分别建立多种腐蚀因素作用的支架降解模型和动脉应力刺激作用的血管重塑模型,通过将动态变化的应力和几何信息作为有限元动态边界条件进行迭代,模拟支架降解与血管重塑的动态耦合过程;同时模拟支架植入后初始恒定的力学刺激和几何边界作为对照组,探究力学刺激和几何边界变化对耦合效应的影响。结果与对照组相比,动态耦合中力学刺激的变化通过减缓支架花冠位置的应力腐蚀,使支架断裂时间延长4%;通过减小血管壁损伤,改变新内膜体积的持续线性增长趋势,使其趋近于收敛。几何边界的变化通过新内膜对支架覆盖作用,使支架断裂时间延长了24%。结论耦合模型反映了支架降解与血管重塑的相互作用关系。是否考虑动态变化的力学刺激和几何边界,将使耦合结果产生明显差异。因此,在可降解支架设计时,应充分考虑支架降解与血管重塑之间的力学与几何相互作用关系。