《血管支架设计》PPT课件

血管支架设计,吴文武 教育部微创医疗器械工程中心,提纲,1.血管支架简介 2.血管支架设计 3.支架优化设计 4.支架生产制造 5.支架性能测试,1.血管支架简介,背景 心脏与心血管疾病为全世界第 一大杀手; 在美国每年所有的死亡中一半 以上是由心脏和新血管疾病直接 引起的;,冠状动 脉堵塞,1.血管支架简介,背景 药物治疗 搭桥手术 微创介入手术 微创介入手术的全过程在2.0-4.0毫米的血管中进行，在人体上只有“米粒” 大小的切口，已经成为当今治疗心血管疾病最流行技术,1.血管支架简介,背景 支架治疗,撑开前,撑开中,撑开后,1.血管支架简介,支架分类,丝圈结构支架,管状结构支架,组合结构支架,支架,1.血管支架简介,分类 材料：316L不锈钢、钴铬合金、镍钛合金等,球囊膨胀支架,自膨胀支架,1.血管支架简介,制备I-激光切割,激光切割,清洗,热处理、抛光,清洗,安装,包装、灭菌,1.血管支架简介,制备II-刻蚀,涂光刻胶,曝光,显影与后烘,腐蚀,腐蚀,1.血管支架简介,制备II -刻蚀,1.血管支架简介,制备III 缠绕,2.血管支架设计,支架设计流程,2.血管支架设计,支架尺寸特性 最大截面尺寸 直径 标称直径 表面覆盖率 短缩率 支撑单元和桥筋厚度,2.血管支架设计,支架设计过程,支架结构,设计参数,三维模型,力学分析,实验验证,完成,合格,合格,径向支撑力 径向反弹比 轴向缩短率 轴向柔顺性 金属占有率,Y,N,Y,N,2.血管支架设计,支架设计一般准则 支架由环状支撑体和连接体组成 径向支撑力主要取决于支撑体的结构特征 轴向弯曲性能主要取决于支架连接体的结构特征 支架的长度通过支撑体的数量控制 支架的膨胀范围通过支撑体上波形单元的数目来控制,2.血管支架设计,设计参数 Z型支架 支架材料 支架直径和支架长度 支撑单元和筋的厚度 短缩率确定节长 表面覆盖率确定波形数,2.血管支架设计,参数计算,a,b,c,短缩率=（原始长度-标称长度）/原始长度,覆盖率=金属表面积/圆柱侧面积,2.血管支架设计,二维模型建立 AutoCAD 三维模型建立 SolidWorks,2.血管支架设计,支架建模II-SolidWorks,2.血管支架设计,支架建模II-SolidWorks,2.血管支架设计,支架建模III SolidWorks,2.血管支架设计,支架建模III Pro/E,2.血管支架设计,支架建模 Inventor,2.血管支架设计,支架建模 Inventor,3.支架优化设计,优化设计过程,支架模型,有限元模型,求解,结果分析,优化完成,设计要求,径向支撑力 径向反弹比 轴向缩短率 轴向柔顺性,Y,N,3.支架优化设计,支架模型,3.支架优化设计,有限元模型 单元选择 材料性能 网格划分,3.支架优化设计,分析结果 膨胀 压缩 柔顺 接触,3.支架优化设计,分析结果 膨胀约束,3.支架优化设计,分析结果 膨胀,3.支架优化设计,膨胀分析 分析结果,3.支架优化设计,分析结果 膨胀,3.支架优化设计,分析结果 膨胀,3.支架优化设计,分析结果 膨胀,3.支架优化设计,分析结果 径向支撑力,3.支架优化设计,分析结果 压握,3.支架优化设计,分析结果 压握,3.支架优化设计,分析结果 柔顺,3.支架优化设计,分析结果 柔顺,3.支架优化设计,分析结果 柔顺,3.支架优化设计,分析结果 接触,3.支架优化设计,分析结果 接触,3.支架优化设计,分析结果 接触,3.支架优化设计,分析结果 接触,3.支架优化设计,分析结果 接触,3.支架优化设计,分析结果 接触,4.支架生产制造,生产流程,管材采购,波形设计,激光切割,去渣过程,高温热处理,第二次喷沙处理,第一次喷沙处理,电解抛光,检验,压握,4.支架生产制造,生产过程,管材,激光切割,打磨,一次喷砂,4.支架生产制造,生产过程,高温处理,二次喷砂,电解抛光,成品,4.支架生产制造,压握,5.支架性能测试,尺寸 释放直径 标称直径 轮廓投影仪或激光测微计（分辨率0.05mm）,5.支架性能测试,尺寸 标称扩张长度 装配长度 最大截面尺寸 轮廓投影仪或激光测微计（分辨率0.05mm） 短缩率 支架膨胀后的长度与原长度的比率,5.支架性能测试,顺应性 充气压力与膨胀直径的关系图 充气压力用大气压表示 扩张均匀性 标称直径时，最大和最小直径的差异 测量位置：中间和两端附近,5.支架性能测试,厚度 支撑单元厚度 桥筋厚度 精度：0.01mm 测量位置：支架中间 和两端附近 测量设备：电子显微镜、轮廓投影仪,5.支架性能测试,表面覆盖率 参比面积：整个圆柱的侧面积 表面积测量1：图像分析估算 表面积测量2：通过支架质量、支架密度和支架厚度计算 表面积测量3：CAD软件,5.支架性能测试,径向支撑力,5.支架性能测试,径向支撑力,5.支架性能测试,径向支撑力,5.支架性能测试,柔顺性,谢谢！,