血管介入用网管状扩张支撑结构

　　这类网管状支撑结构，最初接触是在微创介入器械的配套结构设计项目里，当时临床端提出的需求很明确，要在狭长的腔道环境里完成径向扩张支撑，同时不能过度压迫腔道内壁的软组织，还要保证结构在输送过程中不会出现散架、卡滞的问题。从实际应用场景来看，这类结构除了医用介入领域的血管、腔道支撑场景，在工业领域的小口径软管内壁支撑、柔性管线的抗弯折内衬、狭长通道的临时扩张支撑场景里也有大量适配需求，比如细径线缆穿管时的内衬支撑、柔性通风管的分段抗瘪支撑，都能用到同结构逻辑的构件。

　　设计这类结构的时候，首先要考虑的是径向支撑力和轴向柔顺性的平衡，不能为了撑住内壁就把筋条做的太粗太硬，不然在弯曲的通道里会出现贴合度差、甚至顶穿管壁的问题，也不能做的过软，不然达不到需要的支撑直径，容易出现回缩移位。整个结构采用连续螺旋交叉的筋条排布，每根筋条的交叉点做了圆滑过渡处理，避免应力集中导致的筋条断裂，这种网状排布的好处是，当结构被径向压缩的时候，所有筋条可以同步沿轴向舒展，收拢到很小的外径，方便通过狭长的输送通道，当释放到目标位置后，依靠筋条自身的弹性回胀，就能贴合到腔道内壁，形成连续的支撑面。

　　从安装边界来看，这类结构的适配腔道内径范围，是根据筋条的成型直径来定的，设计时要保证结构的自然回胀直径比目标腔道内径大5%-8%，这样才能有足够的贴壁力，不会在流体冲刷或者腔道蠕动的时候出现移位；轴向长度可以根据实际支撑段的需求做分段拼接，单段结构的两端都做了收边处理，没有突出的尖锐筋头，避免在输送或者释放过程中刮蹭腔道内壁。筋条的截面采用小圆角矩形截面，相比圆形截面，在相同截面积下能提供更稳定的径向支撑力，同时和腔道内壁的接触是窄面接触，不会完全阻断腔道壁的体液或者流体流通，这一点在医用场景里尤其重要，能避免支撑段周围的组织因为长期受压出现坏死，在工业软管支撑场景里，也能避免完全堵死管壁的透气或者透液孔隙。

　　实际建模的时候要注意，螺旋交叉的筋条在交叉位置的连接要做共面处理，不能出现重叠或者缝隙，不然在做有限元分析的时候会出现应力计算失真，模拟压缩回胀过程的时候容易出现计算不收敛的问题。另外整个结构的同轴度要控制在总长的0.5%以内，不然收拢到输送鞘管里的时候会出现局部卡滞，无法顺畅推送。在做弯曲适配测试的时候，要保证结构在弯曲半径达到自身直径3倍的时候，筋条之间不会出现干涉卡滞，也不会出现局部的筋条凸起，这就要求每一圈螺旋筋的导程要保持一致，交叉点的间距误差不能超过0.1mm。

　　很多人一开始做这类结构的时候，容易把筋条的排布做成正交的网格，其实正交网格在弯曲的时候，网格的变形量不均匀，很容易出现局部筋条应力过大断裂的问题，而螺旋交叉的排布，在结构弯曲的时候，每根筋条都能顺着弯曲方向产生均匀的扭转变形，应力会分散到整根筋条上，不会出现局部应力集中的问题。另外在结构的两端，筋条的收尾要做逐渐变细的过渡处理，让两端的支撑力比中间段稍软，这样在支撑段的两端不会出现硬的支撑棱，避免长期作用在腔道壁上出现切割式的损伤。

　　从实际使用的工况来看，这类结构如果用在医用场景，要考虑长期植入的耐疲劳性能，筋条的表面要做抛光处理，粗糙度要达到Ra0.8以下，减少血液或者体液在表面的挂壁残留；如果用在工业场景的软管支撑，筋条可以选用稍硬的材质，表面不需要过高的抛光要求，但要保证在-20℃到60℃的温度区间里，筋条的弹性不会出现明显变化，不会因为低温变脆断裂，也不会因为高温变软失去支撑力。在做安装匹配的时候，这类结构不需要额外的固定件，依靠自身的回胀贴壁力就能固定在目标位置，拆卸的时候只要用专用的收拢器具拉住结构的一端，就能把整个结构重新收拢成细条状取出，不会在腔道里残留碎屑。