血管支架防环端断裂的变螺距结构优化设计

薛广明; 木合塔尔· 克力木; 李洪

doi:10.16579/j.issn.1001.9669.2025.08.017

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血管支架防环端断裂的变螺距结构优化设计

·优化·可靠性· | 更新时间：2025-08-18

- 血管支架防环端断裂的变螺距结构优化设计
- OPTIMAL DESIGN OF VARIABLE PITCH STRUCTURE IN VASCULAR STENTS TO PREVENT LOOP-END FRACTURE
- 机械强度 2025年47卷第8期页码：141-148
- 作者机构：
  
  新疆大学机械工程学院，乌鲁木齐 830047
- 作者简介：
  
  薛广明，男，1996年生，山西吕梁人，硕士研究生；主要研究方向为血管支架结构设计及降解分析；E-mail：guangming_xue@163.com。
  木合塔尔·克力木，男，1964年生，新疆乌鲁木齐人，硕士，教授，硕士研究生导师；主要研究方向为血管支架结构设计、血流动力学分析等；E-mail：kmuhetar@xju.edu.cn。
- 基金信息：
  
  国家自然科学基金项目(12362030)
- DOI：10.16579/j.issn.1001.9669.2025.08.017
  中图分类号： R318.08
- 收稿日期：2024-01-15，
  
  修回日期：2024-03-01，
  
  纸质出版日期：2025-08-15
- 稿件说明：
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薛广明，木合塔尔·克力木，李洪. 血管支架防环端断裂的变螺距结构优化设计［J］. 机械强度，2025，47（8）：141-148.

XUE Guangming，MUHETAER Kelimu，LI Hong. Optimal design of variable pitch structure in vascular stents to prevent loop-end fracture［J］. Journal of Mechanical Strength，2025，47（8）：141-148.
薛广明，木合塔尔·克力木，李洪. 血管支架防环端断裂的变螺距结构优化设计［J］. 机械强度，2025，47（8）：141-148. DOI： 10.16579/j.issn.1001.9669.2025.08.017.

XUE Guangming，MUHETAER Kelimu，LI Hong. Optimal design of variable pitch structure in vascular stents to prevent loop-end fracture［J］. Journal of Mechanical Strength，2025，47（8）：141-148. DOI： 10.16579/j.issn.1001.9669.2025.08.017.

摘要

针对环端编织支架在压握过程中容易发生环端断裂的问题，探索了影响环端编织支架结构稳定性的关键设计参数，并提出了相应的改进方案。采用Abaqus软件对镁合金环端编织支架进行压握数值模拟，结果表明，增大编织角度可以有效降低环端断裂风险。基于这一发现，设计了变螺距支架，其特点是在保持支架中间编织角度不变的前提下，增大两端的编织角度，形成稀疏段。通过调整稀疏段的长度和编织角度，评估其对支架机械响应的影响。研究结果显示，增大稀疏段编织角度和长度，可以有效降低支架的轴向伸长率和环端应力，但会缩短中间加密段的长度，从而降低支架的径向力；与恒螺距开放端支架的喇叭状扩张不同，变螺距支架扩张后呈现中间扩张大、两端扩张小的形态。本研究揭示了变螺距设计在控制环端断裂方面的潜力，并为镁合金编织支架的结构优化提供参考。

Abstract

Aiming at the problem that loop-end braided stents are prone to loop-end fracture during crimping

the key design parameters affecting the structural stability of loop-end braided stents were explored

and an improvement scheme was proposed.Numerical simulation of crimping for magnesium alloy loop-end braided stents was conducted using Abaqus analysis software. The results showed that increasing the braiding angle can effectively reduce the risk of loop-end fracture. Based on this finding

a variable pitch stent was designed

which features increasing the braiding angle at both ends to form sparse segments while maintaining the braiding angle in the middle of the stent. The influence of adjusting the length and braiding angle of the sparse segments on the mechanical response of the stent was evaluated.The research results showed that increasing the braiding angle and length of the sparse segments can effectively reduce the axial elongation and loop-end stress of the stent

but it will shorten the length of the middle dense segment

thereby reducing the radial force of the stent. Different from the flared expansion of the constant pitch open-end stent

the variable pitch stent presents a shape with large middle expansion and small end expansion after expansion.This study reveals the potential of variable pitch design in controlling loop-end fracture and provides a reference for the structural optimization of magnesium alloy braided stents.

关键词

Keywords

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