动脉瘤的生长、屈曲与破裂研究

动脉瘤是动脉的局部膨出，其破裂可导致致命后果。复杂的力学-生物学因素使得无法通过体内测试来评估动脉瘤的破裂风险，临床上常采用基于尺寸的标准来指导手术干预。实践中常发现，迂曲且屈曲的动脉瘤尺寸可超过手术干预推荐值，却并未破裂。本研究通过结合超弹性管的体外充气实验与有限元计算，探讨了为何屈曲的动脉瘤表现出这一有趣行为。采用符合生物学实际的动脉壁材料模型，我们表明，在有利的动脉预张力下，屈曲的动脉瘤可在尺寸增长的同时不发生破裂。动脉所表现出的拉伸反转现象决定了屈曲与膨出何者先发生。指数型刚度强化有利于动脉瘤沿轴向扩展，而非径向尺寸增长。讨论了基于Ogden应变能函数、Gent第一拉伸不变量和柯西应力的失效准则选择。构建了包含后分叉（膨出与屈曲）响应的失效图谱，以划分动脉瘤生长、屈曲与破裂的区域。