冠脉支架设计的材料适应性研究

目的 基于一种确定的冠脉支架设计,分析不同材料的适应性,建立支架设计-材料选择的评价方法。方法 针对可能应用的5种支架材料,利用有限元数值模拟方法分析支架在血管中的扩张性能,考察支架设计和材料的安全性及可用性。针对不可降解材料重点考察支架在长期植入后的耐疲劳性能;对可降解材料分析其降解过程中的支撑力变化,明确支架所能提供的支撑力的规律。结果 针对确定的冠脉支架设计,模拟显示316L不锈钢和L605钴铬合金支架的径向回弹率分别是26%和19%,轴向缩短率分别为0.22%和0.28%,最大等效应力分别为551.2、829.1 MPa,疲劳动态安全系数分别为1.36和1.67,针对可降解材料AZ31镁合金、铁和左旋聚乳酸(PLLA),基于该设计的支架的模拟破坏时间分别为30 h和180、270 d。结论 基于本文的支架设计,L605钴铬合金具有最佳的扩张性能和耐疲劳性能,可以满足临床需求。相较于AZ31的快速降解破坏,铁支架和PLLA支架的力学性能接近,但仍需结构优化后才能满足临床需求。有限元数值模拟,尤其是扩张性能和耐疲劳性能分析,可以有效模拟支架力学行为,并为支架制造材料选择和设计优化提供依据。