织物复合材料主动脉瓣结构优化及力学性能研究-论文-万方医学网

织物复合材料主动脉瓣结构优化及力学性能研究

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摘要生物瓣叶存在长期疲劳撕裂、钙化等问题，这些问题导致生物瓣叶的应用受限。新型的超高分子量聚乙烯纤维织物复合材料瓣叶本身具有较高的疲劳特性，但是其血流动力学性能与生物瓣叶相比具有较大差距。因此，本文通过对瓣叶的几何形状进行优化，以及对织物复合材料的克重进行调整，来改善织物复合材料瓣膜的血流动力学特性，为人工心脏瓣膜的几何设计提供理论指导。<br>　　开展牛心包材料瓣膜血流动力学性能研究。通过流固耦合仿真确定不同尺寸牛心包瓣的有效孔口面积及返流比，为试验设计奠定基础。利用数据分析及统计软件对牛心包材料瓣膜进行试验设计，获得优化后得几何形状，分析各个瓣膜尺寸与瓣膜有效孔口面积与返流比的内在联系，为后续织物复合材料瓣膜的几何尺寸优化奠定基础。<br>　　开展织物复合材料瓣膜血流动力学性能的研究。在相同的载荷条件下，通过流固耦合仿真对比了牛心包材料与织物复合材料瓣膜的性能差异，分析不同瓣膜材料对瓣膜血流动力学性能的内在影响。利用流固耦合仿真，分析织物克重与有效孔口面积及返流比的关系，为改善织物复合材料瓣膜的血流动力学性能奠定基础。结合牛心包材料瓣膜的设计经验，得出优化后的织物复合材料瓣膜几何形状。<br>　　制备所需的试件，通过体外脉动流试验，测试了优化后织物复合材料瓣膜的有效孔口面积及返流比，结合流固耦合仿真与试验测试证明对织物复合材料瓣膜优化的可靠性。