基于仿生拉胀材料的4D打印动脉支架开发 | MDPI Biomimetics

本文基于仿生拉胀材料开发了一种4D打印动脉支架，旨在克服传统金属支架的永久性缺陷和可降解支架需球囊扩张的问题。研究使用了生物相容且可降解的聚己内酯，设计了三种拉胀微观结构（内凹六边形RE、方形模式SM3、六边形模式HM3），并通过熔丝制造3D打印试样。通过拉伸和压缩力学测试，发现SM3结构在刚度（弹性模量最高19MPa）和强度上表现最佳。进一步建立非线性超弹性有限元模型，模拟支架从20毫米压缩至6毫米直径并插入导管、在主动脉中部署的过程。结果显示，所有结构均能成功压缩，但SM3结构在压缩时应力分布最均匀，最大承受应力达18MPa，优于RE和HM3结构。结论表明，SM3结构兼具高强度和可压缩性，适合用于4D打印动脉支架，可实现微创植入、无需球囊扩张，并具有完全可吸收和个性化优势。未来研究需验证其耐久性和血流动力学影响。