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形状记忆合金医用内支架的系统研究

米绪军  
【摘要】:随着形状记忆合金研究和应用开发的不断发展和对TiNi形状记忆合金生物相容性认识的不断深入,TiNi合金医用内支架的研制和应用已经成为形状记忆合金应用开发的重要领域之一。本论文对形状记忆合金内支架进行了系统的材料研究、结构分析和动物试验研究。取得的主要成果如下: 1.首次研制出针对内支架丝材编织结构的细丝拉伸试验装置并应用该试验装置研究了内支架用TiNi细丝的力学性能以及模拟体液中的应力腐蚀对丝材性能的影响。结果表明,在接近人体胃液的酸度环境中,应力腐蚀明显降低支架丝材的应力平台值和延伸率(c=0.1)。微观研究表明经热处理后在材料表面形成的氧化膜的破裂以及由此形成的表面微裂纹是降低丝材力学性能的主要因素。 2.首次应用线弹性力学方法建立了支架径向强度的数学模型。计算表明,网格支架的直径、丝材直径、编织半角、头数和支架长度以及Z型支架的直径、丝径、头数和端角是影响支架强度的重要因素。以支架的强度和其它临床要求为衡量指标比较了网格支架和Z型支架的临床应用性能。 3.首次研制出测量支架径向强度的液压试验装置并通过该装置测量了不同参数的TiNi支架的径向强度,以此为基础验证了计算支架径向强度的数学模型。 4.材料的表面研究表明,采用500℃温度下的记忆处理时材料表面的氧化遵循对数规律,在常用的处理制度下形成的氧化膜厚度一般不超过300μm,氧化膜成分以Ti的氧化物为主。氧化膜的形成有助于降低电化学腐蚀的钝化电流,但其钝化区明显减小。在胃液的酸度环境中,带氧化膜的TiNi合金的镍离子析出速率高于机械抛光合金的镍离子析出速率。 5.内支架治疗腹主动脉瘤的动物试验研究表明,TiNi合金血管内支架具有良好的生物相容性,合金丝周围无明显炎性细胞浸润,内弹性膜完整。TiNi合金网格支架具有整体性好、易于置入、恢复性好等优点。应用于治疗腹主动脉瘤时,其治疗作用和腹主动脉瘤的瘤颈长度有关。


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