2026-02-05 11:00:41, 助您更懂“材”的 TA仪器
随着社会经济的发展,人们生活水平不断提高的同时,生活节奏加快,饮食结构发生变化,心血管疾病的发病率呈逐年上升之势。近年来,随着医学与工程学技术的迅猛发展,血管支架治疗技术是现代医学中备受关注并具有广阔发展前景的治疗技术之一。由于血管支架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,撑开血管保证血液流通,从而使心血管病患者的症状得以缓解。
植入人体内的血管支架,随着心脏的搏动,在血流作用下作周期性的扩张、收缩运动,作用在血管支架上的周期循环载荷却会导致血管支架发生疲劳断裂,支架断裂直接威胁病人生命,支架变形、支架移位可导致一些严重的并发症(比如诱发血栓),支架塌陷会降低支架的治疗效果甚至失效,从而直接威胁患者的生命,因此耐疲劳性能是血管支架使用过程中最重要的性能指标之一。为了确认支架的疲劳性能,需要对支架产品进行加速疲劳测试。
心血管支架的材料一般为Ni-Ti合金,如图1中的冠状动脉支架示意图,其主体为四层蜂窝状结构。植入人体后,其整体的框架架构和较宽的支柱角提供了支架整体抗疲劳性能,以及高径向强度的圆形结构,随着血管的扩张与收缩,其应力往往集中于宽的支架住处。
图1:冠状动脉支架结构示意图
那么,如何通过在超生理载荷水平的情况下去评估该高温合金支架材料的疲劳行为?如果为优化支架设计的有效性和安全性提供在疲劳强度方面的见解?
通过使用图2中“钻石”形状使用同种材料制备的模拟样品,在ElectroForce 3300 MSF上,完成整个生命周期4×109次的疲劳测试。
图2:“钻石”形状模拟支架
图3:ElectroForce 3300 MSF-16
心血管假体和移植物一般情况下是由生物材料制成,这些材料一般会模拟天然组织(如牛/猪心包、涤纶、聚四氟乙烯)。这类生物材料应具有抗血栓性、生物相容性、耐用性、抗感染性、易消毒性、易植入性、易得性、成本效益,并应与原生组织的机械性能相匹配。主动脉组织和替代材料在力学性能上的差异可能会造成不必要的血流动力学影响,从而导致移植物衰竭。
那么,如何表征健康与不健康的天然组织例如心脏瓣膜,升主动脉,腹主动脉之间的差异?如何确定用于病变血管组织的假体或植入物的潜在材料?
ElectroForce系列中的平面双轴组装式力学测试平台系列产品可以通过位移控制下的等双轴拉伸,来确定生物组织材料的刚度和各向异性指数。可以比较不同生物组织材料的各项异性。如图5使用了组装式力学测试平台分别表征了健康和病变的主动脉血管,人类心包和牛心包以及某种涤纶纤维在相同应变下的各项异性行为。
图4:组装式力学测试平台等双轴拉伸
图5:不同材料的组装式力学测试平台
等双轴拉伸测试结果
通过结果发现所有材料在力学性能上的显著差异,提高人们对主动脉重建手术中所使用材料的差异性的认识。这一发现表明,需要改进假体材料的设计,以更好地模拟天然组织。
1月21日起,全新升级的《听TA说·材料解码局》医疗器械专题微课堂准时开讲!应用专家在线亲授,聚焦包含骨科与心血管植入物在内的材料性能验证需求,解读热分析与力学测试技术实战应用。
直播亮点
点击此处或点击文末阅读原文,马上锁定听课名额,还能无限回看哦~
参考文献
1.
关颖. 覆膜支架生物力学:径向顺应性和纵向柔顺性的动态精细化研究[D]. 上海:东华大学,2018.
2.
孙璐,郝凤阳,苏健等. 血管内支架疲劳试验测试方法研究[J]. 医疗装备,2016(2), 30-31.
3.
D. Tremblay and R. Leask et.al., “A Comparison of Mechanical Properties of Materials used in Aortic Arch Reconstruction”, Ann Thorac Surg 2009; DOI: 10.1016/j.athoracsur.2009.07.023
致谢
本文由TA仪器的章曙撰写。
TA仪器产品线
04-07 Eric Brendle
GTS激光跟踪仪在水轮发电机组检修中的应用04-03 秦晓龙
中图仪器与您相约中国化学会第35届学术年会04-03 CHOTEST
标准解读 | 布拉本德ExtensoGraph拉伸仪国家标准及国际标准中的测试方法解读04-03 Anton Paar China
Service售后 | 告别手动记录 ,拥抱数据未来!04-03 Anton Paar China
重磅发布|安东帕折光仪强腐蚀应用与数据合规双突破04-03 Anton Paar China
春焕新礼 | 线上商城惊喜大促正式开启04-03 Anton Paar China
邀请函 | 纳米粒度及 Zeta 电位仪线上培训会04-03 Anton Paar China
助力固态电池材料突破瓶颈 | 安东帕全面材料性能表征方案(二)04-03 Anton Paar China
展会预告 | 盛瀚色谱诚邀您参加第29届青岛市分析测试学会年会系列学术报告会!04-02
权威文章!Intabio ZT-ZenoTOF 7600联用系统解锁ADC电荷异构体分析04-02 SCIEX
国抽无死角,筛查全覆盖:SCIEX推出750种农残数据库,精准狙击“隐形杀手”04-02 SCIEX
荣耀时刻!SCIEX ZenoTOF 8600系统荣获“2025仪器设备卓越产品”大奖04-02 SCIEX
EAD Talk:ZenoTOF 8600质谱全新EaciD碎裂方式,突破糖肽分析瓶颈04-02 SCIEX
全球挑战等你加入!SCIEX邀您参与首届AIPC人工智能蛋白质组学系列赛04-02 SCIEX
会议邀请 | CPQC2026制药行业质量控制技术大会(郑州站)04-02 STIER 施启乐
肽有可为,创见未来 | 全链方案应对行业共性痛点04-01 汉尧
【温馨提示】上海汉尧2026清明假期放假及发货物流安排04-01 汉尧
展会邀请丨4月13日-15日,雷磁在上海环博会等您!04-01
【超速“密”籍】冷冻电镜制样总翻车?破解蛋白聚集与碎片化的关键秘技04-01 小贝











