随着我国逐步进入老年化社会和人们饮食习惯的变化,冠心病在我国的发病率越来越高。目前,经皮刺穿冠状动脉成形术(PTCA)已经成为治疗冠心病的标准手段。支架是该手术的主要器材,手术中支架在狭窄管腔内撑开,术后保留在血管中保持管腔继续通畅。支架植入病变血管后也存在着一些影响临床疗效的问题,如支架断裂和撑开非均匀性。为了揭示支架在狭窄冠状动脉中撑开的力学性能和行为,判断支架撑开与支架术中存在的问题之间的联系,本文采用力学性能公式推导、平面支架实验和有限元法对冠脉支架撑开力学性能的若干问题进行了分析。在杨杰等人的前期相关推导工作基础上,本文分析了Palmaz-Schatz支架撑开过程中的截面内力,并据此推导出该型支架的弹性径向刚度和塑性极限压力的力学性能公式。这些公式得到了有限元验证,能够帮助优化支架的设计方案,解释了Palmaz-Schatz支架拥有很高径向强度的原因。平面支架实验采用MTS万能实验机对支架对称单元的平面结构进行拉伸,本文通过对参与此实验而获得的实验数据进行处理,得到了对应支架的撑开半径-压力曲线。实验验证了支架的力学性能公式及公式推导过程中提出的“塑性铰”现象,发现了对称单元端部发生了明显的大变形,是支架易断裂位置。有限元模拟采用了支架、球囊、斑块和三层血管的耦合有限元模型,血管结构是基于病变冠状动脉的CT影像三维重建得到的,表明了冠状动脉CT成像在有限元计算中的技术可行性。有限元计算显示了支架撑开过程中球囊的膨胀情况、支架和血管的应力分布情况。球囊膨胀的结构形式可能是引起支架撑开非均匀性的因素,支架撑开过程中球囊对支架空隙的穿透是血管狭窄处打开的直接动力,也加剧了撑开的不均匀性。冠状动脉狭窄处的几何不规则性导致了支架连接筋遭受非常高的应力作用,揭示了连接筋断裂的高度可能性。