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无支架四叶心包二尖瓣的应力分析
目的研究一种改进的无支架四叶心包二尖瓣的力学性能,通过数值模拟获得该种瓣膜的变形和应力分布.方法考虑材料非线性,大变形和接触条件建立有限元模型,采用有限元法进行应力分析.结果分析表明,数值模拟结果的瓣膜开启和闭合形态与体外流体动力学实验所观察到的相当接近,瓣叶闭合良好,瓣叶应力分布较均匀,应力大小在合理的范围内.结论有限元模型合理且有效,其分析结果可以作为评价该种瓣膜生物力学性能的参考.
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生物心脏瓣膜钙化前后的应力分析
0 前言本文采用了非线性八结点超参数板壳元,对猪主动脉瓣在闭合状态下的应力分布进行了有限元数值分析.首次计算了局部钙化前期及后期的猪主动脉瓣应力分布,并与正常的应力进行了比较.发现应力集中和弯矩较大部位正是钙化易产生的区域,钙化区域的应力及弯矩随钙化程度的加深而增大.
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CS无支架四叶心包二尖瓣设计优化与有限元应力研究
目的优化CS元支架四叶心包二尖辩设计,有限元分析辩叶应力.方法按照仿生原则,设计新型无支架四叶二尖瓣,根据辩膜几何形态及牛心包组织材料特性,建立模拟新型辩膜启闭的有限元动态模型,应用有限元软件ANSYS,采用八节点曲线薄壳单元并充分考虑大应变和辩叶闭合过程中的接触.以体外脉动流仪测得瓣膜平均跨瓣压差作为面载荷,应用Newton-Raphson方法求解有限元方程,计算在开启和关闭状态时,各瓣叶的应力分布.结果有限元计算的辩膜变形和实际变形十分接近.辩膜关闭时,大部分区域第一主应力为0.22～0.70Mpa,主辩叶大应力为1.64 Mpa,出现在辩叶基部与辩环连接区;侧辩叶大应力为1.17Mpa,出现在瓣叶游离缘;大部分区域第二主应力为0.15～0.34Mpa,主辩叶大应力为0.54Mpa,出现在辩叶基部.瓣膜开启时,主、侧辩叶大应力为0.58 Mpa,出现在辩叶交界缝合处.新型辩膜四个辩叶应力分布较原型瓣均匀.结论采用有限元模型计算瓣膜变形与应力分布方法合理;新型辩应力分布较均匀,有益于防止辩叶撕裂和减少钙化,从而延长心包二尖瓣的寿命.
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CS无支架心包二尖瓣应用研究
目的比较传统有支架心包瓣与CS无支架心包二尖瓣的性能.方法测试瓣膜分为两组:A组,有支架心包瓣(与Ionescu-Shiley瓣相似);B组,无支架心包二尖瓣(与Quattro相似,由中南大学研制,简称CS瓣).检测内容包括:①钙化倾向(SD鼠皮下埋藏模型);②组织学;③热皱缩温度;④断裂强度;⑤生物相容性;⑥血流动力学;⑦疲劳试验;⑧有限元分析.结果①B组钙化明显低于A组(P＜0.01).②组织学示A组心包片有大块钙化及胶元纤维裂解;B组仅见稍许钙化灶,胶原纤维保存完好.③热皱缩温度A组与B组无统计学意义.④断裂强度B组明显强于A组(P＜0.005).⑤内皮细胞种植后第1天,A组细胞明显少于B组(P＜0.001);第3天A组已无细胞生长,B组内皮细胞增殖活跃;多数细胞Ⅷ因子检测呈阳性.⑥在模拟心输出量为2、4、6 L,A组跨瓣压差明显高于B组(P＜0.05),返流量和回流百分比A组显著高于B组(P＜0.01),有效瓣口面积两组无统计学意义,仅在流量为4 L时A组优于B组.⑦B组寿命比A组(n=2)长2.5倍.⑧B组瓣叶应力分布较为合理.结论CS无支架心包二尖瓣避免了应力集中区,其抗钙化、胶原纤维保存、断裂强度、生物相容性、血流动力学、疲劳寿命等均明显优于传统有支架心包瓣.
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生物心脏瓣膜移植研究进展
心脏瓣膜移植手术已在临床开展50余年,全球开展了大量研究以提高生物心脏瓣膜移植的成功率.本文主要对机械瓣膜与生物瓣膜的选择、戊二醛固定的生物心脏瓣膜的优势及存在的问题、转基因猪心脏瓣膜的应用价值进行综述.
