針對適形貼壁支架“適形”和“可行”的矛盾，探究不同平滑設計方案對支架力學行為和貼壁效果的影響。基于三維投影方法，對投影區域用最小二乘法進行擬合（擬合階數1～6分別對應模型1～6），達到對適形貼壁支架平滑的效果。模擬6組支架在斑塊鈣化程度不同的狹窄血管中的壓握、擴張過程，分析了彎曲剛度、支架崎嶇度、面積殘余狹窄率、接觸面積分數和接觸體積分數等指標。結果顯示，彎曲剛度、支架崎嶇度、面積殘余狹窄率、接觸面積分數和接觸體積分數均隨擬合階數的增加呈上升趨勢。其中模型1的接觸面積分數和接觸體積分數最小，未完全鈣化斑塊環境中分別為77.63%和83.49%，完全鈣化斑塊環境中分別為72.86%和82.21%，“適形”性最差；模型5和6的支架崎嶇度的值較為接近，分別為32.15%和32.38%，制造和植入的“可行”性最差；模型2、3、4在兩種斑塊環境中具有相近的面積殘余狹窄率。可見，對投影區域用最小二乘法進行2～4階擬合獲得適形貼壁支架較為合理；其中，在完全鈣化環境中，2階擬合獲得的適形貼壁支架性能更好。
支架移位是氣管支架植入后的常見并發癥之一，其原因包括支架與氣管之間尺寸不匹配、氣管的生理運動等。針對以上問題，本研究在保證支架支撐性的同時，結合氣管尺寸結構與氣管的生理運動，設計非均勻泊松比氣管支架以改善支架的移位問題。本研究在對應軟骨部分的支架采用負泊松比結構，對應環間結締組織及后膜部分的支架采用正泊松比結構，并設計了連桿長度不同、負泊松比不同的4種非均勻泊松比氣管支架。然后，本文以數值模擬支架植入后的擴張回彈過程，觀察支架的支撐性，進一步模擬氣管拉伸運動，計算不同的負泊松比結構對應支架部分的直徑變化；并利用在氣管壁施加不同呼吸壓，記錄支架的軸向位移以評價支架是否具有防移位效果。研究結果顯示，連桿長度為3 mm的非均勻泊松比支架在氣管拉伸時，其負泊松比部分直徑擴張最大；和正泊松比結構支架相比，劇烈呼吸時的軸向位移從0.024 mm減少到0.012 mm。本研究所設計的非均勻泊松比支架的負泊松比結構在氣管內拉脹效應未失效，與傳統支架相比，在保證支架支撐力的同時，非均勻泊松比氣管支架在氣管正常運動下具有防移位效果。