血管组织三维模型重建及力学特征分析

摘要

背景:血管移植是治疗心血管疾病的主要方法,自体或异体血管存在来源有限、免疫排斥反应、无生长能力等问题,基于3D打印与组织工程技术的人工血管构建为解决上述问题提供了新思路.目的:以MC算法为核心,对血管组织的CT医疗影像数据进行三维模型重建,并对重建模型进行有限元分析.方法:首先通过Mimics软件对人体血管组织的医学影像进行有效提取,完成血管组织的三维重建和优化处理,设计4种壁厚与外直径不等的人工血管组织模型(宽薄型:外直径10 mm,壁厚1.7 mm;宽厚型:外直径10 mm,壁厚2.0 mm;窄薄型:外直径8mm,壁厚1.7 mm;窄厚型:外直径8mm,壁厚2.0 mm),然后利用有限元软件分析4组血管组织的受力情况,得出适合用于植入的人工血管模型.结果 与结论:①在施加相同拉力时,窄薄型组位移变化最大,宽薄型组其次,宽厚型组位移最小;②在施加同等径向压力时,宽薄型组位移变化最大,窄厚型组位移最小,宽厚型组位移略小于窄薄型组;③结果显示,“宽厚型”结构具备更强的抗压及抗拉能力,适合作为人工血管植入.