作者:唐丹; 袁泉; 王志超; 朱宏伟血流动力学冠状血管冠状动脉狭窄组织工程冠状动脉支架壁面剪应力流阻生物材料
摘要:背景:目前在支架植入的血液动力学仿真中,模拟的血管通常是直的,弯曲血管则没有被考虑。为使仿真结果具有可靠性,仿真的模型应更接近于实际情况。目的:对弯曲血管内支架再狭窄率进行研究,建立更接近人体实际情况的弯曲血管模型,解释临床上弯曲血管内支架再狭窄率相对较高的现象。方法:利用Creo5建模软件建立了冠状动脉支架的三维实体模型。借助于Ansys18.0有限元仿真软件通过布尔运算建立了弯曲冠状动脉(30°,45°,60°)支架的血液流场模型(弯管-支架流场),同时为了便于比较,建立了相同支架下直冠状动脉和支架的血液流场模型(直管-支架流场)。通过流体仿真研究,对比相应的低壁面剪应力区WSS,即WSS〈0.5 Pa时所占比例大小和流阻大小R。结果与结论:(1)模型中无支架部位的壁面剪应力基本一致,均在0.5-1.0 Pa,且无论是在直管-支架流场模型还是在弯管-支架流场模型中,低WSS值都分布在支架筋的侧面区域;在弯管中,支架末端多出现了大面积的低WSS区域;(2)在直管-支架模型中,WSS〈0.5 Pa面积占总面积的百分比为16.14%,在30°,45°,60°弯管-支架模型中,WSS〈0.5 Pa面积占总面积的百分比依次为25.21%,28.65%,26.63%,均大于直管内支架,即弯曲血管内支架再狭窄率相对较高;(3)所有弯管-支架模型中WSS的分布基本一致,与曲率无关;(4)弯管-支架模型(30°,45°,60°)流阻均大于直管-支架模型[1.50,1.82,2.17,1.03 N·s-2/(kg·m)];(5)结果表明,弯曲血管内支架再狭窄率相对较高。
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