医用血管支架的形变有限元仿真

承接医学有限元分析项目

盆骨、腰椎、颈椎、肩关节、髋关节、肘关节、膝关节、踝关节、义齿、种植体、上下颌骨、黏膜、牙冠等分析。


医用血管支架有限元仿真案例:

1仿真目的:

心脑血管疾病是人类生命健康的一大杀手。目前心脑血管疾病主要采用血管支架植入血管,以达到支撑狭窄闭塞段血管,减少血管弹性回缩及再塑形,保持管腔血流通畅。而现行的支架较高的在狭窄率成为其进一步发展的最大障碍。因此对于血管支架进行结构优化设计,为提高支架在工作中的稳定性,使用寿命,保证术后不复发提供技术保证。


2.概况:

在新型支架的研发过程中,研发人员通常采用体外扩张模拟的方法获取支架性能的性能参数,国内外研究人员的方法中,常常只能对支架结构进行局部模拟,无法获得整体的性能数据。采用“体积控制” 的球囊- 支架模型, 运用有限元分析软件ANSYS,模拟支架整体扩张过程中的应力分布和形变,从而找出结构缺陷,并对支架性能进行优化。

医用血管支架的形变有限元仿真(图1)


3.应力结果:

通过对支架模型的模拟分析,可以较为准确地预测出现最大应力和发生塑性变形的位置。在新型支架设计中,若是提前通过建立球囊-支架模型模拟扩张过程,找到扩张时其最大应力出现的位置和大小,并将最大应力与支架材料的抗拉强度进行对比,当支架材料的抗拉强度小于最大应力时,设法提高材料的抗拉强度,就能够避免支架因为过度扩张而被损坏。

1.jpg


医用血管支架的形变有限元仿真(图2)


4.支架扩张对比结果

通过对支架模型的模拟分析,可以较为准确地预测出现最大应力和发生塑性变形的位置。在新型支架设计中,若是提前通过建立球囊-支架模型模拟扩张过程,找到扩张时其最大应力出现的位置和大小,并将最大应力与支架材料的抗拉强度进行对比,当支架材料的抗拉强度小于最大应力时,设法提高材料的抗拉强度,就能够避免支架因为过度扩张而被损坏。上文中提到的菱形支架,其扩张过程中的最大应力小于材料的抗拉强度,所以支架不会被损坏,与临床应用标准相符。


医用血管支架的形变有限元仿真(图4)

5.总结:

1,仿真分析的结果显示,血管在支架置入后的最大应力。

2,支架在血管中的力学行为是非常复杂的,无论是边界条件还是材料参数,都需要准确参数或者更好的简化手段以得到满足医疗工程分析实际需要的分析结果。

3.利用有限元分析知识,医疗研究人员能够有效改进支架的设计,并优化其在生物医学应用中的应用。除了外科手术过程中所需的医疗设备,有限元分析技术还在生物医疗其他领域广泛应用,并为人们的生命健康提供更多帮助。进行血管支架的仿真研究,可以减少实验次数,节省工作时间,降低实验费用。 

乐图智造科技(苏州)有限公司

199 4191 2022

业务咨询/技术咨询/交流建议

扫码微信咨询,24小时期待你的声音

郑重申明:所展示均为已上市旧产品,已获得展示授权,我们为客户严守保密信息。