预防腔静脉滤器阻塞的旋流诱导创新技术：理论与实验验证

　　本文提出一种新型旋流导流器，通过计算流体动力学（CFD）模拟和体外实验验证其在预防下腔静脉滤器（IVCF）阻塞中的有效性。研究证明该设计能显著诱导旋流（swirling flow），增强壁面剪切应力（WSS），加速血栓清除，为改善静脉滤器长期通畅性提供创新解决方案。

　　

亮点

理想化静脉模型中的导流器效果

为评估旋流导流器的血流动力学影响，我们分析了流线、归一化螺旋度（LNH）和颗粒滞留情况。如图4(a)所示，该导流器显著改善血流分布，尤其增强了下游区域的速度并诱导出强烈的螺旋结构。模拟血栓分析显示IVCF区域内颗粒沉积减少。通过截面S₁和S₂的螺旋强度（H₂）定量评估证实，旋流效应显著提升了血流活跃度。

讨论

尽管目前已开发出多种旨在预防肺栓塞的腔静脉滤器（VCF）设计，但每种在临床应用中都存在固有局限性。我们认为，理想的VCF不仅应具备生物相容性、低血栓刺激性、高机械稳定性和高效血栓捕获能力[2,3]，还应能抵抗因血栓积聚导致的长期阻塞[28,29]。虽然滤器的主要功能是在血栓到达心肺前进行拦截，但后续溶解过程对维持长期通畅性至关重要。本研究通过引入旋流导流器，为这一挑战提供了创新解决方案。

结论

本研究提出了一种用于下腔静脉滤器（IVCF）的新型旋流导流器，并通过数值模拟和体外实验评估了其性能。CFD结果表明，与无导流器设计相比，所提出的螺旋结构能有效诱导血液旋流，从而在理想化和患者特异性IVC模型中防止血栓沉积。螺旋流状态增加了壁面剪切应力（WSS），加速了捕获血栓的溶解，并显著降低了滤器阻塞风险。体外实验进一步验证了这些发现，显示流动停留时间缩短，残余血栓体积减少。这些结果突显了优化导流器几何形状以充分利用旋流效益的重要性。