بررسي اثر طراحي و مواد بر روي قابليت انبساط استنت‌هاي فلزي قلبي عروقي

كارشناسي ارشد

در سال‌هاي اخير، استفاده از استنت‌هاي شرياني براي درمان بيماري انسداد شريان‌هاي كرونري قلب نظير تصلب شرايين افزايش‌يافته و مدل‌هاي مختلف آن با هندسه و مواد متفاوت به بازار ارائه‌شده است. براي انتخاب بهترين مدل استنت از ميان مدل‌هاي موجود بايد عملكرد آن‌ها به‌دقت تحليل‌شده و رفتار مكانيكي مدل‌هاي مختلف مورد مقايسه قرار گيرد. اين مهم نيازمند آزمون‌هاي برون تني، درون تني و باليني است كه موجب صرف وقت، هزينه و استفاده از تجهيزات فراوان است. در اين پايان‌نامه به بررسي اثر طراحي، مواد و ضخامت پايه‌هاي استنت بر روي قابليت انبساط كه يكي از خواص مهم در انتخاب استنت‌هاي فلزي قلبي عروقي است پرداخته مي‌شود. در ادامه مطالعه مواردي نظير تنش‌هاي وارده به پايه‌هاي استنت و ديواره رگ، كرنش پلاستيك معادل، بازگشت، اثر استخوان سگي و سطح تحت پوشش استنت نيز بررسي مي‌شود. براي بررسي تمام رفتارها و تغييرات استنت از روش اجزاي محدود استفاده شد تا محصول قبل از توليد و انجام آزمون‌هاي برون تني، درون تني و باليني ارزيابي شود. بدين منظور از چهار استنت تجاري پالماز- اسچاتز، ان آي آر، بايوماتريكس، سايفر و همچنين پنج حالت استنت پيشنهادي استفاده شد. استنت‌هاي پيشنهادي بر اساس ضخامت و ماده تقسيم‌بندي شدند كه استنت پيشنهادي B داراي ضخامت كمتري نسبت به استنت پيشنهادي A بود. استنت‌ها در طراحي بر اساس سلول باز، سلول بسته و هيبريدي تقسيم‌بندي شدند كه تمامي استنت‌هاي پيشنهادي از نوع هيبريدي بودند. تحليل‌ها با استفاده از سه ماده كاربردي فولاد زنگ نزن 316 كم كربن، آلياژ كبالت-كروم L605 و آلياژ پلاتين-كروم كه در ساخت استنت‌ها بسيار رايج هستند انجام شد. استنت‌هاي ذكر شده در نرم‌افزار ساليدوركس مدل‌سازي شدند و عملكردشان در نرم‌افزار آباكوس مورد تحليل قرار گرفت. همچنين براي اين‌كه شرايط شبيه‌سازي هرچه بيشتر به واقعيت نزديك شود اجزايي همچون بالون و رگ داراي انسداد نيز در نظر گرفته شدند كه در رگ مسدود شده فشارخون متوسط نيز اعمال‌ شده است. نتايج نشان داد بيشترين تنش‌ در استنت‌ها در محل اتصال پل‌ها با پايه‌هاي استنت و در محل خم‌هاي پايه‌ها و پل‌ها بود و بيشترين تغييرات پلاستيك نيز در در نقاط اتصال پل‌ها و خم‌هاي استنت صورت گرفت. بيشترين توزيع تنش در رگ‌ها در محل تماس پايه‌هاي استنت با پلاك بود و همچنين بيشترين تنش به لايه اينتيما واردشده بود. الگوي توزيع تنش در رگ در انتهاي مرحله باربرداري متفاوت است و بيشترين تنش‌ها در دو انتهاي تماس استنت با رگ صورت گرفت اين امر به دليل افزايش اثر استخوان سگي در اين مرحله بود. استنت سلول باز داراي بيشترين تنش واردشده به رگ، بيشترين انبساط، كمترين بازگشت و بيشترين اثر استخوان سگي در مقايسه با استنت‌هاي سلول بسته و هيبريدي بود. مقادير استنت‌هاي هيبريدي در پارامترهاي مورد بررسي مابين استنت‌هاي سلول باز و سلول بسته قرار گرفته بود. كمترين ميزان سطح پوشش مربوط به استنت پاماز-اسچاتز و استنت پيشنهادي بود، با اين وجود تنش وارد شده به رگ براي آن‌ها كمترين مقدار بود. بررسي‌ها نشان داد كه كبالت-كروم و پلاتين-كروم نسبت به فولاد زنگ نزن در پارامترهاي مورد بررسي زماني به‌طور كامل برتري دارند كه در استنت با ضخامت پايه‌هاي كمتر استفاده بشوند. همچنين طراحي هيبريدي زماني مي‌تواند نسبت به طراحي سلول باز و سلول بسته برتري داشته باشد كه داراي پايه‌هاي نازك‌تر باشد و اين امر با استفاده از آلياژهايي مانند كبالت-كروم و پلاتين كروم محقق مي‌شود. بررسي‌ها نشان داد كه استنت پيشنهادي B كبالت-كروم و استنت پيشنهادي B پلاتين-كروم در مقايسه با استنت‌هاي مورد بررسي در هيچ يك از پارامترها در ميان استنت‌هاي ضعيف قرار نگرفتند ولي داراي مقادير بيشتر حداكثر انبساط بودند.

195455

دانشگاه علم و صنعت ايران

دكتر مريم تاج آبادي

مهندسي پزشكي - بيومواد

دكتر عليرضا ايواني - دكتر سيد حسين سيدين