冠状动脉支架是目前治疗动脉相关疾病的最主要同时也是最有效的一种介入性治疗方式,但早期冠脉支架植入后导致的血管内再狭窄问题在一定程度上制约了血管成形术的发展。一种新型的冠脉支架——药物洗脱支架(DES:Drug-Eluting Stent)的问世对治疗动脉疾病产生了革命性的影响,能够有效地减少血管内再狭窄的产生,并且在近十年得到了充分的认可。目前对于DES长期使用的安全性以及效果的研究已经成为了人们广泛的关注焦点。本文综述国内外已有的研究工作,在此基础上,研究了药物支架的疲劳和药物释放问题,主要取得了以下成果：(1)通过数值模拟的方法,采用有限元分析软件Ansys分析了对DES在血液长期作用下的疲劳寿命。根据模拟的结果,选取影响DES疲劳寿命的相关几何因素为设计变量,利用Kriging代理模型建立了DES的疲劳寿命优化设计模型。优化结果表明,优化后DES的疲劳寿命较初始模型提高了30.55%。(2)采用Comsol Multiphysics软件在2维简化模型上研究了DES药物释放过程以及浓度分布,并分析了涂层的厚度及质量扩散系数对于药物释放率的影响。在此基础上,建立了DES的药物释放优化模型,并用此模型优化了药物释放过程。结果表明,涂层扩散系数及厚度的改变会影响药物在动脉壁内的存在时间及浓度分布,当支架涂层质量扩散系数为2.5×10-13m2/s,涂层厚度为0.05mm时,动脉壁内药物在一定的评判准则(MRT1o)下,有着最长的治疗时间。本文的研究结果为DES药物治疗效果的研究提供了一种参考,也为DES疲劳寿命及药物释放率的设计提供了依据。本文工作得到国家自然科学基金《血管疾病药物支架治疗的力学机理与优化设计,No.11072048》的资助。