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有限元分析告诉你血管支架并非“定时炸弹”


据世界卫生组织统计,心血管疾病是全球头号健康杀手。心血管疾病是由于心脏和脑动脉狭窄及堵塞,导致血液不能流入心脏或大脑。最常见原因是在心脏或脑部供血血管内壁上堆积有脂肪层。当动脉完全阻塞后,就会出现心脏病发作或中风。目前最常用的治疗方式是介入治疗,即使用血管支架。

那么血管支架是什么原理?

我们经常听到“血管支架”这个词,但是对于原理却知之甚少。血管支架,其实是一种疏通动脉血管的医疗介入物。主要材料有:金属、镀膜和可溶性材料等。真正植入血管的其实是包裹了金属支架的球囊,支架植入心脏后,将球囊充气,用大约10 倍大气压的压力将金属支架撑开,使支架融合进入血管的内膜。

也就是说,本来心血管疾病的患者血管出现堵塞,植入血管支架后,人为的将患者的血管“撑”起来了。或者你可以想象这里有一个不通畅的水管,水管内部堵塞了,水流无法正常通过。这时候,人为的在这段水管中,加入了一个金属的中空的管子,于是水流就可以畅通了。

血管支架是“定时炸弹”吗?

曾经有一段时间,关于血管支架的安全争议甚嚣尘上。有一篇文章《可怕的心脏支架,让我们重新认识缺德手术》在朋友圈被广泛转发。文章中提到:“这种在中国普遍使用的手术在国外七八十年代就淘汰了,中国人拿过来还叫高科技。”“做完了这个手术后,就意味着在身体里埋藏了一颗定时炸弹”……

尽管此文的观点完全站不住脚,也有很多医学专家对此进行了辟谣。但其之所以能够大量转发也显示了普通患者对血管支架安全性的担忧。

事实上,血管支架在设计时经过了各种仿真分析,技术已经很成熟。国内外的科学家一直在不断地进行研究分析,以提高支架质量,并延长其使用寿命。支架需要有足够的柔韧性,以引导血管弯曲,但还有足够的强度来保持动脉开放,而不会因血管中的血液持续泵送而导致加载循环失败。

由于支架的失效会导致灾难性的结果,因此支架要经过广泛的测试和严格的设计标准,包括:1)将支架压接在气囊导管上2)气囊加压时支架膨胀3)弯曲试验以确保灵活性 4) 疲劳研究,以确保设备的寿命

MSC 的有限元仿真分析技术为专家们提供了诸多新思路:1)非线性分析能力,能够解决大变形、大应变问题和精确的回弹计算2)材料建模与分析,用于支架的金属、塑料或形状记忆合金模型材料和用于气球和组织的弹性体材料模型3)强大的接触分析能力,用于研究血管成形术,模拟球囊、支架和血管之间的接触。

未来,血管支架将朝着更优异的支撑能力、更好的生物相容性,以及更长的使用寿命方向努力。



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