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随着社会的发展和人民生活水平的提高,人体内的一些管道经常会发生病变,比如动脉硬化、血栓、食管癌、输尿管堵塞等疾病严重威胁了人民的身体健康。当人体内的管道由于老化、破损或其它原因不能正常工作时,就需要采用人造管道对其进行置换、搭桥或介入等外科手术进行治疗。对于人造管道介入手术的患者还需进行第二次手术将置入的支架取出,这就加重了患者的痛苦。由于管道力学性能不足引起人体某些管腔狭窄或梗阻在临床上非常多见,径向支撑力是支架对作用于其径向外力的应变力,此特性决定支架展开后能否牢固贴附于管道内壁,是支架最重要的技术指标之一。
针对该特点,本课题选取了合适的生物组织工程材料来编织可降解的管道支架。可降解高分子材料制备的内支架具有很好的生物相容性,在人体特定的病理过程中在完成对局部管腔的力学支撑和药物释放后支架逐渐被降解,这样就免去了第二次手术带来的痛苦。课题最后选用可降解材料是聚对二氧环己酮(PPDO)单丝纤维,结合编织的方式来实现管道支架的外观和生物、力学性能的要求。该生物组织工程材料具有生物相容性好、可降解等优点,且降解的最终产物为水和二氧化碳,对人体无任何毒副作用,是作为人体内管道替代和重建的理想支架材料,但是支架的成型工艺参数对管道支架径向支撑性能的影响却没有具体的参考标准。
本论文首先是选用了与聚对二氧环己酮(PPDO)单丝纤维具有相似的物理性能且成本较低的聚酯纤维作为前期的模拟实验材料,在国产锭子式编织机上,通过对编织工艺参数的设计和调整,编织出各种参数规格的管道支架样品,以定性研究纤维弯曲模量、管道管径、轴向锭子数等各种编织工艺参数对管道之家径向压缩性能的影响。其次,对编织的各种参数规格的管道支架进行压缩性能测试,并对测试结果进行了分析,通过定性的分析,得出了各种编织工艺参数对管道支架的径向压缩性能的影响。结合测试的数据,本论文又以回归分析法为基础建立了能够预测管道支架径向支撑力的数学模型-回归方程。最后根据前期模拟实验的结果,选择了几种具有显著性效果的工艺参数,用该参数来指导编织可降解材料聚对二氧环己酮(PPDO)管道支架,并研究该可降解管道支架在降解的过程中其压缩性能的变化以及编织工艺参数对其径向压缩性能的影响。
本研究课题是国内外首次关于工艺参数对编织型管道支架径向支撑力定量分析,并以回归分析法为基础建立了能够预测管道支架径向支撑力的数学模型,实验结果显示,该模型对管道支架的径向支撑力的大小具有较好的预测性,其次本课题还研究了可降解管道支架在降解过程中的不同阶段其径向支撑性能的变化,这些都为以后管道支架的设计提供了一定的参考价值。