降低主动脉支架移植物回弹力——减少支架移植物诱导新破口风险的生物力学研究

本研究针对TEVAR术后支架移植物诱导新破口(SINE)的临床难题，通过患者特异性模型结合Isight优化平台，创新性提出降低支架回弹力(spring-back force)的解决方案。研究采用Kriging模型与NSGA-II算法优化支架结构，证实优化后支架可使远端锚定区最大主应力峰值降低19.9%，显著优于近端锚定区的1.5%降幅，为预防dSINE提供了重要生物力学依据。

　　

主动脉夹层作为致死率极高的血管急症，其治疗领域近年来迎来革命性进展——胸主动脉腔内修复术(TEVAR)已成为主流治疗方案。然而这项微创技术却面临一个"双刃剑"困境：植入的支架移植物在挽救生命的同时，其机械特性可能诱发灾难性并发症。支架移植物诱导新破口(SINE)便是其中最棘手的难题之一，据统计约5-10%的TEVAR术后患者会遭遇这种"医源性伤害"。更令人担忧的是，远端支架诱导新破口(dSINE)的发生率是近端(pSINE)的3倍，这种差异背后的生物力学机制长期困扰着临床医生。

复旦大学附属中山医院血管外科的研究团队敏锐捕捉到这一临床痛点。他们发现支架移植物如同被弯曲的弹簧，存在恢复原始直线形态的"回弹力"(spring-back force)，这种持续作用于血管壁的机械应力可能是诱发SINE的关键因素。为验证这一假说，研究团队创新性地将航天领域的Isight多学科优化平台引入血管医学研究，在《Computer Methods and Programs in Biomedicine Update》发表了一项突破性成果。

研究采用三大核心技术：基于术前CTA构建患者特异性主动脉夹层模型；运用Kriging代理模型与NSGA-II多目标遗传算法优化支架结构参数；通过有限元分析量化支架回弹力对血管壁应力的影响。特别值得注意的是，研究以1例65岁男性Stanford B型主动脉夹层患者为对象，对其实际使用的Valiant支架(34-34-200mm)进行参数化建模，确保研究结果具有直接临床转化价值。

【分析优化结果】章节揭示关键发现：通过释放支架环连接高度、调整支柱直径等结构优化，在保持径向力(radial force)71.51N基本不变前提下，成功将回弹力降至0.26N。有限元分析显示，优化后支架使远端锚定区最大主应力峰值从185.7KPa降至148.7KPa，降幅达19.9%，显著高于近端锚定区1.5%的改善幅度。

【讨论】部分深入阐释了力学机制：远端主动脉通常弯曲度更大，原始支架在此区域产生的"弹簧效应"更为显著。研究首次量化证实，降低回弹力可有效缓解支架对血管壁的持续机械刺激，特别是位于内膜瓣边界大弯侧的应力集中区域。这解释了临床观察中dSINE高发率的生物力学基础，为"形态决定命运"的临床现象提供了理论支撑。

这项研究的临床意义深远：通过计算机辅助设计(CAD)与患者特异性建模的结合，开创了"量体裁衣"式的支架优化新范式。研究提出的非等径支柱设计等结构改良方案，可直接指导新一代支架产品的研发。更值得关注的是，19.9%的远端应力降幅预示着dSINE预防策略取得重要突破，为TEVAR术后并发症的精准防控提供了生物力学靶点。正如研究者强调，这项成果不仅验证了"降低回弹力可减少SINE风险"的假说，更建立了从支架结构优化到临床预后改善的完整证据链，标志着血管介入治疗进入"力学精准调控"的新阶段。