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随着介入治疗技术的发展,外周血管支架介入治疗已经成为目前治疗外周血管疾病最有效的手段之一。本课题重点针对具有高耐疲劳性能的NiTi合金外周血管支架支撑体结构单元进行研究。首先,利用UG设计了具有“Z”型单元、利用聚四氟乙烯覆膜缝合连接而成的NiTi合金外周血管支架。其次,利用正交试验设计,通过有限元分析对不同结构支架的压缩、扩张及服役三个过程进行模拟,探究支架结构参数对其在三个阶段的应力应变或疲劳性能的影响规律。最后,通过正交试验分析结果,获得具有高耐疲劳性能的NiTi合金外周血管支架支撑体结构设计参数。研究结果如下:(1)通过支架压缩过程的模拟,研究发现NiTi合金外周血管支架的最大压缩应变和径向抗力随其NiTi合金丝支撑体直径的增大而增加。正交试验结果分析表明,与支撑体直径变化对其最大压缩应变的影响相比,支架结构参数变化的影响较大。在支架支撑体长度L=7 mm、连接弧半径R=0.5 mm、夹角α=15°、夹角β=20°时,可获得最小的最大压缩应变。与之相比,压缩后的支架径向抗力与支撑体直径和结构参数都密切相关。对本研究设计的“Z”型支撑体而言,当支撑体直径在0.15~0.25 mm之间变化时,支架支撑体长度L=5~6 mm、连接弧半径R=0.3 mm、夹角α=10~15°、夹角β=10°时,NiTi合金外周血管支架具有最优的抗压缩性能。(2)通过支架扩张过程的模拟,研究发现NiTi合金外周血管支架扩张后的径向支撑力随着NiTi合金丝支撑体直径的增大而增加。正交试验结果分析表明,径向支撑力与支撑体直径和结构的变化都密切相关。当支撑体直径在0.15~0.25 mm之间变化时,当支撑体长度L=5~6 mm、连接弧半径R=0.3 mm、夹角α=10°、夹角β=10~20°时,支架表现出最好的径向支撑性能。此外,在血管一个生理脉动循环载荷周期内,支架的径向支撑稳定性与其支撑体直径和结构参数的变化密切相关,当支撑体直径在0.15~0.25 mm之间变化时,当支撑体长度L=5~6 mm、连接弧半径R=0.5 mm、夹角α=10~15°、夹角β=20°时,NiTi合金外周血管支架具有优良的径向支撑稳定性。(3)通过支架服役过程的模拟,研究发现,随着NiTi合金支架支撑体直径(0.15~0.25 mm)的增大,支架服役过程中的疲劳节点会而更发散,支架的疲劳安全性能降低。通过研究结构支架疲劳安全系数,发现NiTi合金丝支撑体直径为0.25mm的7号参数(L=7 mm,R=0.3 mm,α=20°,β=15°)支架的疲劳安全系数FSF<1,其余支架的FSF均大于1。正交试验结果分析表明,支撑体直径在0.15~0.25 mm之间变化时,在支撑体长度L=6 mm、连接弧半径R=0.4~0.5 mm、夹角α=10~15°、夹角β=10~20°时,NiTi合金外周血管支架具有较高的疲劳安全系数。