面向力学相容性的腹疝修补植入物优化设计与个体化应用研究

　　本研究针对腹疝修复中合成植入物与腹壁力学相容性难题，提出通过局部厚度优化实现载荷自适应分布的新策略。团队基于人体活体数字图像相关（DIC）数据，结合有限元法（FEM）建立计算模型，成功实现植入物-组织界面应力均衡与形变最小化，为降低疝复发率的个体化植入物设计提供新范式。

　　

为实现合成植入物与腹壁组织的力学相容性(Mechanical Compatibility)，研究者开发了一种新型植入物优化设计方法。通过局部调整植入物厚度使其适应载荷分布，将相容性准则转化为优化过程中需最小化的目标函数。该函数旨在均衡并降低组织-植入物界面作用力，同时减少植入物挠度(Deflection)，从而在不影响功能性的前提下降低失效风险。研究采用人体活体(In Vivo)测试数据，通过数字图像相关(Digital Image Correlation)技术获取腹壁力学行为，并基于有限元法(Finite Element Method, FEM)构建计算模型。结果表明，材料分布因双垂直方向正交各向异性(Orthotropy)及个体差异而呈现变化，这提示植入物需采用患者特异性(Patient-Specific)设计。该方案综合考虑腹壁异质性(Heterogeneity)与各向异性(Anisotropy)，有望在实践中降低腹疝(Ventral Hernia)复发率。