《基於動態場生物瓣膜力學性能分析及成型方法研究》是依託山東大學，由袁泉擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：基於動態場生物瓣膜力學性能分析及成型方法研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：袁泉
- 依託單位：山東大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
心臟瓣膜病是常見的心臟病，發病率占整個心臟病的一半。主要根治的方法是用人工心臟瓣膜取代病變的瓣膜。大量的文獻資料表明：提高人工心臟瓣膜的在體耐久性即壽命，是人工心瓣研究的最終目標。.課題以薄膜殼體理論為依據，模擬人體心臟瓣膜自然形態構建生物瓣膜數學模型。施加瞬態載荷開展非線性各向同性及異性瓣葉材料力學性能分析、施加動態載荷進行多片瓣葉啟閉過程動力學分析。基於臨床採集的主動脈血流參數，構建生物瓣膜流構耦合模型，模擬血液衝擊瓣膜過程進行生物瓣膜動態場力學性能分析。客觀評價超彈性材料的生物瓣膜應力分布情況，血液對紅細胞破壞情況，植入瓣葉對血栓形成的影響，最佳化瓣葉、瓣架幾何造型及參數，完成生物瓣膜的最佳化設計及可靠性分析。基於心瓣流體力學理論提出的生物瓣膜設計方法與技術模型，採用精密加工技術及雷射焊接工藝，設計與製備結構合理的生物瓣膜。動物疲勞試驗將驗證其力學性能與使用壽命，為臨床套用奠定堅實基礎。
結題摘要
心臟瓣膜病的主要治療方法是使用人工心臟瓣膜進行心臟瓣膜的替換。生物瓣膜相對於機械瓣膜有著較好的力學性能，且不需要抗凝治療，但卻存在著在體耐久性的問題。課題對以下內容進行了研究：對生物瓣膜基本理論進行研究，包括以心瓣動力學及薄膜殼體理論為基礎，分析計算不同型面瓣膜受力狀況。以基本理論為指導參考臨床資料分析、建立了生物瓣膜數學模型；對模型進施加瞬間動態載荷進行非線性分析，構建耦合模型模擬血液衝擊瓣膜的過程進行生物瓣膜動態場力學性能分析，得出應力分布情況，最佳化瓣葉瓣架的幾何造型和參數，完成最佳化設計；對瓣架模具數控加工技術、瓣架精密成型方法進行研究，解決了生物瓣膜製作過程中的變形、回彈問題，製作了生物瓣膜的瓣架模具以及瓣架；基於心瓣流體力學理論提出的生物瓣膜設計方法與技術模型，對生物心臟瓣膜進行脈動流實驗，實驗得出該瓣膜具有較大的開口面積和較小的跨瓣壓差，驗證了實驗條件下的受力情況基本與耦合分析的結果一致，為臨床套用奠定了堅實基礎。
