动物医用铁磁软导丝的分段磁化及变形分析

介入式医疗技术已被广泛用于动物医疗，为畜牧业发展和保护濒危野生动物发挥了越来越重要的作用。由于需要适应不同物种的复杂血管结构，需要新型的导丝以满足微型化和灵活化的需求。在各种新型导丝中，最具有潜力的是基于硬磁软材料的铁磁软导丝（ferromagnetic soft guidewire, FSG），已被证明非常适用于在微小的非结构化环境中的生物医学操作，可以很好地适应各种动物的血管组织尺度。本研究中，基于硬磁软材料的力学模型，进行了均匀磁化和分段磁化的FSG在磁场下的有限元仿真分析。对于均匀磁化的FSG，以导丝的长度、磁场模式为变量，得到了不同长度的FSG在不同磁场下的仿真变形结果。仿真和实验的一致性验证结果表明有限元仿真的可靠性和有效性，对于实现FSG在特定作业中的正确转向具有指导意义。在此基础上，根据硬磁软材料的变形规律，对FSG进行分段的磁化模式设计，以实现其在磁场下的预定义变形形态。有限元仿真结果表明所设计的分段磁化FSG可以很好地复现预定义变形，为进一步推进FSG的形状可编程性研究及在生物医学领域的应用提供了重要参考。