人工血管螺旋槽结构模型的初步研究

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1、重庆大学硕士学位论文中文摘要摘要尽管大中口径血管移植临床上已经取得了巨大成功，但小口径(<5—6mm)／血管移植的临床问题仍未得到解决，并且在心脏和外周循环的搭桥手术中处于大量需求状态。建立在低剪切力理论和血管结构的解剖发现等基础上，我们试图通过对血管内壁结构的特殊加工即加入螺旋槽结构来增加流速、阻止血栓形成和内膜增生等导致临床失败因素的发生，提高人工血管的长期通畅率。本文首先应用计算机辅助设计软件SolidWorks建立具有螺旋槽的刚性管和内壁光滑的刚性对照管的物理模型，然后把模型导入计算流体力学软件PHOENICS进行计算模拟，对比两种管内流动的速度分布；

2、接着选择并建立合适的流场系统和观察系统，在更接近生理状态的脉动流下，对具有螺旋槽结构的人工血管和光滑内壁的人工血管内的流动进行拍照，为以后的粒子图像测速获取图片；最后与国外人工血管制造公司合作，制作加工出具有螺旋褶皱的聚酯人工血管和平行褶皱的聚酯人工血管，以犬模型进行初步的动物实验。结果表明在相同的边界条件下内壁的螺旋槽结构可以提高管内壁附近流体的速度，与此同时使轴心附近的速度相应降低，即螺旋槽使管内流体的速度得到重新分布，达到了提高血管内壁附近的流体速度，减短血液中有害粒子在壁面上的停留时间和冲刷壁面的目的。本文建立了流场实验的粒子图像测速系统，先后设置了四

3、个脉动流速度，分别在四个流速下对对照管、螺旋槽管及两管连接段上下游等四处分别进行了拍照。初步开展了动物实验，用螺旋褶皱的人工血管在两条犬腹主动脉处进行了搭桥手术。本文的研究证明人工血管的螺旋槽结构模型可以改变壁面附近的速度分布，起到提高通畅率的作用。此刚性结构模型可以应用到聚酯人工血管上，编织出有螺旋褶皱的聚酯人工血管，进行动物实验。关键词：人工血管，螺旋槽，计算模拟，PIV，褶皱重庆大学硕士学位论文英文摘要ABSTRACTAlthoughlarge·-andmedium·-sizedarterialgraftsareverysatisfactory,smal

4、l—calibregrafts，with5-6nl／ndiameterandless，havebeendisappointingbecauseofacutethrombusformationintheshorttermandintimalhyperplasiainthelongtermandareinlargedemandforcoronaryandperipheralbypassprocedures．Basedonthevascularanatomicalcharactersandlowshearstresshypothesis，anewtypeofgraf

5、twithspecialinternalsurfaceconfiguration，whichCanincreasethevelocityneartheinternalsurface，impedetheoccurringofthrombusformationandintimalhyperplasiatoenhance莎aftpatencyrate，Wasdesigned．First，themodelofrigidtubewithspiralslotandthecontrolmodelofrigidtubewithnothingontheinternalfacew

6、eresetllpbyComputerAidedDesign(CAD)softwareSolidWorks．ThensimulationWascarriedoutwithComputationalFluidDynamics(CFD)softwaretocomparethevelocitydistributioninthetwotubes．Thenoptimumflowfieldsystemandvisionsystemweresetup．Underpulsingflow,whichisclosertothephysiologicalcondition，thef

7、lowinbothkindsoftubesWastakenpicturestoprepareforfutureParticleImageVelocimetry(plv)．Atlast，bycooperationwithacompanyabroad．polyestervasculargraftswitllhelicoidalcrimpsandconcentriccrimpsweremanufactured．Preparatorycaninemodelexperimentwascarriedout．Theresultofsimulationoftheflowint

8、hetwokindsoftubeswi