“纤-膜”结构可降解输尿管支架管的多目标优化设计

摘要

输尿管支架管是治疗输尿管梗阻、辅助排尿的重要医疗器械。随着可降解材料不断发展，对可降解输尿管支架管的研究也逐渐深入。可降解输尿管支架管可有效减少二次手术导致的并发症，然而支架管力学性能的不足限制其在临床中的使用。研究主要通过破坏性的力学性能测试对支架管的性能进行改进优化。由于支架管制备过程复杂，这一方式不仅消耗大量的资源，而且优化效率较低。本研究针对一种新型的“纤-膜”结构可降解输尿管支架管进行多目标优化设计。这类支架通过规则编织和热处理工艺的独特组合制造而成。通过构建这类新型可降解输尿管支架管的参数化模型，降低优化成本并提高优化效率，将可降解输尿管的最大径向支撑力与最大拉伸强度作为优化目标。根据行业标准与制备条件制造约束并建立设计空间。在设计空间中，构建代理模型，并进行多目标优化。结果验证了支架管参数化模型的有效性，并改善了支架管的综合力学性能。

关键词

“纤-膜”结构可降解输尿管支架管 / 多目标优化 / 力学性能 / 有限元分析

基金资助

国家自然科学基金项目(61903078)