CN109567980A - 一种基于手性和反手性结构的新型血管支架 - Google Patents

一种基于手性和反手性结构的新型血管支架 Download PDF

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吴文旺
于华彬
齐德兴
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Abstract

本发明公开了一种基于手性和反手性结构的新型血管支架，如图1，组成血管支架的胞元结构a和b是由圆形节点与切向连接的韧带进行不同的组合而成。胞元结构和其镜像胞元组合形成的基础周期结构c和d经过弯曲和径向上周期排列而组成径向结构e和f，径向结构e和f在轴向周期连接组成的整体支架结构g和h。血管内部由于血压而受到壁面剪切和径向应变，因而具有负泊松比，即拉胀特性。本血管支架由于基于手性和反手性结构设计，因而同样具有拉胀特性，能够减少变形的不相容现象。同时可以通过调节结构几何参数从而与不同部位、形状的血管进行匹配。

Description

一种基于手性和反手性结构的新型血管支架
技术领域：
本发明涉及一种医疗器械技术领域，具体涉及一种基于手性和反手性结构的血管支架。
背景技术：
心脑血管疾病是一种严重威胁人类，特别是50岁以上中老年人健康的常见病，具有高患病率、高致残率和高死亡率的特点，即使应用目前最先进、完善的治疗手段，仍可有50％以上的脑血管意外幸存者生活不能完全自理，全世界每年死于心脑血管疾病的人数高达1500万人，居各种死因首位。
血管移植手术是治疗血管疾病的一个重要手段。血管支架是治疗血管***疾病的重要医疗器械。血管支架是具有良好可塑性和几何稳定性的网状管,植入到人体狭窄的血管处，通过膨胀作用撑开堵塞的血管，产生的塑性变形保证血液流通，从而使血管病患者的症状得以缓解，效果显著且安全副作用小。
血管支架是治疗血管***疾病的重要医疗器械。临床经验表明，与血管外形不匹配的血管支架在植入人体后，不仅会增加并发炎症及血栓的几率，而且还有可能发生血管再狭窄，使得进一步治疗更困难。
血管支架需要通过不同的设计而具有优异的抗压性和柔顺度，从而满足不同血管患处的需求，特别是在拉伸，压缩，弯曲，扭转和破碎载荷下支架的拓扑结构显得尤为重要。
血管内部由于血压而受到壁面剪切和径向应变，因而具有负泊松比，即拉胀特性。因此，设计具有拉胀特性的血管支架，能够减少变形的不相容现象，促进临床组织的再生。同时可以通过调节支架的几何参数从而与不同部位、形状的血管进行匹配。
发明内容：
为了解决上述现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种具有拉胀特性的血管支架。
为了实现上述目的，本发明提出如下技术方案实现：
一种基于手性和反手性结构的新型血管支架，其结构特征在于基于手性和反手性结构的胞元在轴向和径向周期排列连接而成。
结构具有以下几个几何参数：r—圆形节点的半径，L1、L2、L3—与圆形节点切向连接的三条韧带的长度，θ—韧带之间所夹的锐夹角，t—圆形节点和韧带的宽度，h—胞元在沿着支架半径方向上的厚度，m—基础周期结构c和d在径向上的个数，n—基础周期结构c和d在轴向上的个数。通过调节支架的几何参数来实现对血管支架整体力学性能的调控。
与现有的支架构型相比，本发明有如下优点：
1、本发明的支架结构由于基于手性和反手性结构设计，因而具有和动脉内部相同的拉胀特性，即负泊松比，所以能够很好的匹配血管壁的力学特性，减少变形的不相容现象，促进临床组织再生。
2、本支架具有优异的抗压性和柔顺度，在弯曲的血管处也比较适用。
3、本支架能够通过调节支架的几何参数来实现对血管支架整体力学性能的调控，从而能够匹配不同特征的血管，具有更大的适用范围和使用寿命。
附图说明
图1为分别组成血管支架的胞元结构a和b；
图2为基础周期结构c和d；
图3为由基础周期结构c和d在径向周期排列组成的径向结构e和f。
图4为径向结构e和f在轴向周期连接组成的整体支架结构g和h，即本发明的结构示意图。
具体实施办法
下面结合附图和具体实施方法对本发明专利做进一步详细说明。
如图1和图2所示，图1是分别组成血管支架的胞元结构a和b，胞元均是由两个圆形节点和跟每一个圆形节点切向连接的三条韧带组成，胞元结构a和 b的区别在于韧带与圆形节点的连接位置不同，但韧带之间的夹角相同，所夹的锐角均为θ。胞元结构在径向和轴向上分别镜像后进行组合连接，组成如图2所示的基础周期结构c和d。其中，胞元结构的圆形节点的半径为r，圆形节点和韧带的宽度均为t，胞元在沿着支架半径方向上的厚度为h。
如图3和图4所示，m个基础周期结构c和d在径向周期排列组成如图3 所示的径向结构e和f。n个径向结构e和f在轴向周期排列组成如图4所示的整体支架结构g和h，m和n的具体数值要根据实际血管患处的长度和直径来确定。
支架的优选制造材料为316L不锈钢合金，弹性模量＝190GPa，泊松比＝0.3，密度ρ＝7.98g/cm3，屈服强度170MPa，抗拉强度490MPa。

Claims (5)

1.一种基于手性和反手性结构的新型血管支架，其特征在于：半径为r的圆形节点以及与其切向连接的三条长度分别为L1、L2、L3的韧带，圆形节点和韧带通过不同的组合形式从而形成胞元结构，韧带之间的锐夹角为θ，胞元结构和其镜像胞元在轴向和径向上周期排列组合形成支架结构。
2.根据权利要求1中所述的新型血管支架结构，其特征在于：基础周期结构c和d在径向上的个数为m，在轴向的个数为n，其值要根据实际血管患处的长度和直径来确定。
3.根据权利要求1和2中所述的新型血管支架结构，其特征在于：所述胞元结构的圆形节点和韧带的宽度均为t，胞元在沿着支架半径方向上的厚度为h，具体参数需要根据实际设计要求来确定。
4.根据权利要求1和2所述的新型血管支架，其特征在于：支架的制造材料为316L不锈钢合金，弹性模量＝190GPa，泊松比＝0.3，密度ρ＝7.98g/cm3，屈服强度170MPa，抗拉强度490MPa。
5.根据权利要求1和2所述的新型血管支架，其特征在于：通过改变胞元韧带与圆形节点的不同位置组合形式，圆形节点的半径r，三条韧带的长度L1、L2、L3，圆形节点和韧带的厚度t，韧带之间的锐夹角θ，能够实现对血管支架整体弹性模量和泊松比的调控，从而满足实际应用的需求。
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
IT202200001265A1 (it) 2022-01-26 2022-04-26 Universita’ Degli Studi Di Modena E Reggio Emilia Struttura vertebrale in parete sottile in metamateriale auxetico

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