人工静脉瓣膜周期变化中的力学性能研究

目的:研究各参数在人工静脉瓣膜周期变化中对力学性能的影响,为人工静脉瓣膜的设计与优化提供参考依据。方法:采用光滑粒子动力学方法进行双向流固耦合仿真,研究包含2种材料(膨化聚四氟乙烯和猪心包),3种长度(5.0、7.5和10.0 mm)和3种厚度(0.050、0.075和0.100 mm)的瓣膜共18组模型,通过对比张开孔径、最大等效应力及回流情况判断3个因素对瓣膜的影响。结果:瓣膜材料为猪心包时达到更大的张开孔径,最大值为5.90 mm,所受最大等效应力更平稳;在张开阶段当瓣膜长度为7.5 mm、厚度为0.100 mm时,最大等效应力值最小;在关闭阶段瓣膜材料为猪心包,瓣膜长度为10.0 mm、厚度为0.100 mm时,最大等效应力最小;瓣膜厚度为0.075 mm能获得最好的抗回流效果。结论:在一定范围内减小瓣膜长度和厚度,增加瓣膜材料的弹性模量,能增加人工静脉瓣膜周期运动的稳定性。