بخشی از مقاله
چکیده
یکی از روشهاي درمان بیماري انسداد شریانهاي کرونري قلب، استفاده از وسیلهاي به نام استنت میباشد. استفاده از استنت، به دلیل عدم نیاز به عمل جراحی و پیچیدگی و درد کمتر نسبت به دیگر روشهاي درمانی، در سالهاي اخیر با گسترش چشمگیري همراه بوده است. براي انتخاب بهترین مدل استنت از میان مدلهاي موجود، باید عملکرد آنها به دقت تحلیل شده و رفتار مکانیکی مدلهاي مختلف آن مورد مقایسه قرار گیرد.
در تحقیق حاضر، از روش اجزاي محدود براي تحلیل رفتار یک نوع استنت استفاده شده است. هدف اصلی این مقاله بررسی خصوصیات یک استنت شریانی در هنگام انبساط در داخل یک رگ مسدود شده و پیشنهاد مدلی است که حتیالامکان به شرایط واقعی نزدیک باشد . بدین منظور، از مدلی غیرخطی شامل سه بخش بالون، استنت و رگ همراه با پلاك مسدودکننده، استفاده شده است و در آن استنت با استفاده از مدل کشسان- مومسان دو خطی و بالون، رگ و پلاك مسدودکننده نیز با استفاده از مدل غیرخطی هایپرالاستیک مدل شدهاندضمناً. فشار خون نیز در مدلسازي در نظر گرفته شده است. نتایج بدست آمده شامل توزیع تنش در داخل استنت و رگ و خمش ایجاد شده در دو انتهاي استنت میباشد.
١- مقدمه
امروزه یکی از بیماريهاي شایع در بین جوامع بشري، انسداد شریان کورونري قلب در سنین بالا میباشد. منظور از انسداد شریان، رسوب کردن ذرات زائد معلق در خون همچون چربی و کلسیم بر روي دیواره عروق است. این امر موجب اخلال در جریان طبیعی خون رسانی به اندامهاي بدن میگردد و در مواردي همچون شریان کورونري قلب، که وظیفه آن خون رسانی به ماهیچههاي قلب میباشد، این امر میتواند به مسئلهاي خطرناك تبدیل شده که در نهایت به حمله قلبی منجر شود. یکی از روشهاي نوین براي درمان این عارضه، استفاده از وسیلهاي به نام استنت میباشد، که در سالهاي اخیر استفاده از آن به دلیل سادگی و کارآیی زیاد افزایش چشمگیري یافته است .[1] استنت، یک لوله مش بندي شده فلزي سیمی است که به منظور باز نگه داشتن مسیر خون رسانی شریان در نقطه مسدود شده مورد استفاده قرار میگیرد.
امروزه، بیش از 100 نوع استنت مختلف با عملکردهاي متفاوت در بازارهاي جهانی موجود میباشد .[2] به منظور بهره-گیري هرچه بیشتر از عملکرد مطلوب استنت، لازم است تا بتوانیم قبل از ساخت و استفاده از آن، رفتار مکانیکی استنت را در حین عمل استنتگذاري مورد مطالعه قرار دهیم. یکی از مؤثرترین روشها در این زمینه، روش تحلیل اجزاي محدود میباشد. به کمک این روش، نه تنها هزینههاي آزمایشگاهی به شدت کاهش مییابد و عمل طراحی استنت راحتتر و سریعتر صورت میپذیرد، بلکه به دلیل توانایی بالاي این نوع مدل کردن در نشان دادن زوایایی از رفتار مکانیکی استنت شریانی که با روش-هاي دیگر قابل دسترسی و رؤیت نمیباشد، این روش نسبت به روشهاي دیگر ترجیح داده میشود. از این رو در سالهاي اخیر، محققان به مدل کردن استنتها توسط این روش روي آوردهاند .[5-3] در این راستا و به منظور دستیابی به توانایی مدل کردن رفتار مکانیکی استنتها، در این مقاله به تحلیل اجزاي محدود رفتار مکانیکی یک نوع استنت شریانی به نام استنت ان آي آر1 در داخل رگ مسدود شده پرداخته شده است.
-2 مدلسازي قسمتهاي مختلف
-1-2 استنت
همانطور که گفته شد، این استنت از نوع استنت ان آي آر میباشد. مدل اولیه استنت فوق با استفاده از نرم افزار SolidWorks 2010 ایجاد گردیده است. مدل استنت از منابع موجود بدست آمده است .[6] طول، قطر خارجی و ضخامت استنت به ترتیب برابر 10، 3 و 0/05 میلیمتر میباشند. شکل -1 الف استنت مورد نظر را قبل از انبساط نشان میدهد.
شکل :1 - الف - مدل هندسی استنت ان آي آر قبل از انبساط و - ب - مدل نهایی بالون- استنت- رگ مسدود شده.
مشخصات مکانیکی تعریف شده براي مدل کردن این استنت بر اساس مشخصات مکانیکی فولاد ضد زنگ 304 به این شرح میباشد 1]،:[3 مدول یانگ 193 GPa =؛ مدول مماسی 692 MPa =؛ تنش حد تسلیم 207 MPa =؛ نسبت پواسان = .0/27 به منظور مدل کردن رفتار مکانیکی ماده فولاد ضد زنگ 304 از مدل کشسان- مومسان دو خطی استفاده گردیده است. ماده همسانگرد تعریف شده است.
-2-2 رگ به همراه پلاك مسدود کننده
آنچه که در اینجا حائز اهمیت میباشد آن است که رگ در نظر گرفته شده در این تحلیل یک رگ ایده آل، همگن و همسانگرد است. در این مدل طول رگ 20 میلیمتر، طول پلاك مسدود کننده رگ 3 میلیمتر، شعاع داخلی رگ 2 میلیمتر، شعاع خارجی رگ 2/5 میلیمتر و شعاع داخلی پلاك 1/5 میلیمتر در نظر گرفته شده است .[1]
براي هر دو جنس رگ و پلاك از مدل غیرخطی هایپرالاستیک نوع مونی- ریولین١ مرتبه سوم استفاده شده است. تابع انرژي بکار رفته به شکل زیر است:
که در آن Cij ثابت تابع انرژي و Ij تغییر ناپذیر تانسور کرنش میباشد. ضرایب تابع انرژي مورد استفاده براي مدل کردن رگ و پلاك در جدول 1 ارائه گردیده است
-3-2 بالون
بالون مورد استفاده براي منبسط کردن استنت، از جنس لاستیک پلییورتان٢ با طول 12 میلیمتر، قطر خارجی 2/9 میلیمتر و ضخامت 0/1 میلیمتر میباشد.
