3D打印纳米纤维素增强聚乳酸血管支架的体外力学性能研究

动脉粥样硬化疾病是当今人们生命健康的巨大威胁,而血管内介入治疗是最有效的治疗方法之一。金属血管支架是治疗动脉血管疾病的主要手段,但植入血管后会导致支架血栓和支架内再狭窄等问题。生物可吸收血管支架是有望解决支架血栓和支架内再狭窄的新一代血管支架。本文采用3D打印熔融沉积成型技术,分别成型具有不同壁厚、直径,以及采用不同打印填充路径的聚乳酸血管支架和纤维素纳米纤维/聚乳酸复合材料支架,采用平面压缩法和三点弯曲法对其进行体外力学性能测试,获得支架的径向支撑性能和纵向柔顺性能。研究结果表明:相比聚乳酸支架,复合材料支架的径向支撑性能最高提升了47.6%;在相同的支架壁厚和支架直径情况下,复合材料血管支架的纵向柔顺性高于聚乳酸血管支架,提升了20.2%。此外,极差分析结果表明,壁厚对支架体外力学性能影响最大,其次是支架直径,打印填充路径对支架体外力学性能影响较小。本研究的成果为新型生物可吸收降解支架的研制提供了新的思路。

可降解聚合物血管支架体外力学性能测试实验研究

体外力学性能测试是评估血管支架安全性和有效性的主要手段,其性能指标具有重要的临床意义。本文对比分析了可降解聚合物血管支架径向支撑性能测试的平面压缩法、V型槽压缩法和径向压缩法,并研究了压缩速率和压缩周向位置对支撑性能测试结果的影响,采用三点弯曲法研究了压缩速率和压缩周向位置对柔顺性能测试结果的影响。选取最优测试方案,测试了本文在不同外径(1.4、1.7、2.4 mm)下设计的三种支架和生物可降解聚合物血管支架(BVS)(BVS1.1,Abbott Vascular,美国)的支撑性能和柔顺性能。结果表明,三种支撑性能测试方法得到的压缩载荷—压缩位移曲线整体趋势一致,但归一化支撑力差异较大;平面压缩法更适合对不同外径、不同结构血管支架的支撑性能进行对比测试;压缩速率对支撑性能和柔顺性能测试结果无显著影响;压缩周向位置对采用平面压缩法、V型槽压缩法测试支撑性能和采用三点弯曲法测试柔顺性能有较大影响。综合比较,本文所设计的三种支架相对BVS支架其径向支撑性能均有不同程度的提高。本研究对血管支架的力学性能测试具有一定的指导意义和参考价值。

聚⁃4⁃甲基⁃1⁃戊烯中空纤维膜式人工肺组件的氧气传质性能的研究

采用自制的聚-4-甲基-1-戊烯中空纤维膜组装成中空纤维膜式人工肺组件,以去离子水、生理盐水、甘油水溶液和Na2SO3水溶液来模拟血液,按照中空纤维膜内通氧气、中空纤维膜外走模拟液的方式进行体外性能测试,测定膜式人工肺组件在不同的液体流速、气体压力、中空纤维膜根数和模拟液种类下的氧气传输速率.实验表明:随着液体流速的加快、气体压力的变大和中空纤维膜根数的增多,膜式人工肺组件在四种模拟液下的氧气传质性能均对应不同幅度的强化.同时,依据质量守恒定律和双膜理论建立了一种膜式人工肺组件的氧气传质数学模型,为中空纤维膜传质性能研究和人工肺组件的结构优化提供了有益的参考.

一种新型轴流式心脏辅助血泵的研制和初步的动物实验

目的研制开发一种新型的轴流式心室辅助泵,并对其基本性能和血液相容性能进行测试。方法应用计算流体力学(CFD)计算机辅助设计,利用五坐标数控机床上对其进行加工,并通过体外测试台和动物实验,对血泵的流体力学性能和血液相容性能进行了测试。结果轴流泵在后负荷为100mmHg情况下,流量在5L/min以上。动物实验中,血浆游离血红蛋白的含量为0.05g/dL。结论血泵体外测试所提供的输出压力和流量符合临床心力衰竭患者的需要,动物实验结果表明其血液相容性能较为满意,值得进一步改进。