بخشی از مقاله
چکیده
استنت نایتینولی خود انبساطی می تواند بدلیل کاهش دادن مشکلاتی نظیر قابلیت پیچ خوردن کم، رفتار دینامیکی نامناسب و استحکام شعاعی ناکافی سایر استنت ها برای استفاده در آئورت سینه ای بکار رود.در این شبیه سازی ،رفتار ابرکشسانی نایتینول براساس قانون ترمودینامیکی انرژی آزاد هلمهولتز - مدل آریشیو - و قانون ترمودینامیکی انرژی آزاد گیبس - مدل های لاگوداس، تاناکا، لیانگ و راجرز - در نظر گرفته شد . این مدلها بر اساس المان محدود غیر خطی سه بعدی ، توانایی پیش بینی رفتارهای مکانیکی استنت های نایتینولی ابرکشسان را دارند.
در مقاله حاضر، از روش اجزاء محدود برای بررسی اثرات کرنش اعمالی روی رفتار ابرکشسانی هندسه های جدید z شکل تهیه شده از سیم های نایتینولی برای کاربرد در آنوریسم آئورت سینه ای با استفاده از تست های کریمپینگ و لهیدگی استفاده شد.
استنت نایتینولی با افزایش 20 درصد انقباض محوری و 10 درصد انقباض شعاعی بدلایلی نظیر نیروی مناسب اعمالی به رگ ، استحکام مقاومتی شعاعی مطلوب و حلقه هیسترزیس کامل وابسته به رفتار ابرکشسانی بعلاوه تنش کمتر و کرنش بیشتر عملکرد مکانیکی بهتری دارد. این مطالعه عددی میتواند یک راه مناسبی برای بررسی رفتار مکانیکی استنت های مورد کاربرد در آنوریسم آئورت سینه ای با توجه به اثرات کرنش اعمالی ارائه نماید.
مقدمه
آلیاژهای حافظه دار دسته ای از مواد هوشمند هستند که در آن، آلیاژ قابلیت رسیدن به کرنشهای الاستیک بالا - در حدود - %10 از خود نشان می دهد. این قابلیت در اثر استحاله های فازی بین فاز دما پایین - مارتنزیت - و دما بالا - آستنیت - می باشد .[1] هر دو خاصیت ابر کشسانی و حافظه داری مربوط به استحاله ی فاز آستینت به مارتنزیت و بالعکس است
رفتار سوپرالاستیک آلیاژهای حافظه دار به دلیل بازیافت کرنش ناشی از تنش در هنگام باربرداری در دمایی بالاتر از Af می باشد 2]و.[1 تغییر شکل ماده در این حالت، از طریق لغزش و یا حرکت نابجایی نمی باشد؛ بلکه از طریق بازآرایی و تغییر مکان جهت های ترجیحی، در اثر اعمال نیرو، تحقق می یابد. مقدار تنش، حد بحرانی خاصی دارد که بعد از آن دیگر استحاله تنشی اتفاق نمی افتد. با حذف نیرو، جهت های حرکت مارتنزیت به دلیل تطابق کریستالوگرافی در همان راستای پیشین قرار گرفته و در اثر انجام استحاله معکوس - مارتنزیت آستینت - آلیاژ وضعیت اولیه خود را باز می یابد
تغییر حالت آستینت به مارتنزیت تحت تحریک تنش ممکن است همچون تغییر حالت های حرارتی با ظهور و محو فاز یا فاز های واسط همراه باشد. در این صورت، با تعویق تغییر فاز آستینت به مارتنزیت، امکان تثبیت سوپرالاستیسیته و کاهش کرنش گرما کشسانی در آلیاژ امکان پذیر خواهد شد
مطابق شکل - 1 - انجام استحاله مارتنزیتی به کمک تنش صورت می پذیرد. در دماهای بالاتر انجام استحاله به تنش های بسیار بالاتری نیاز دارد. Md بالاترین دمائی است که در آن استحاله مارتنزیتی میتواند توسط اعمال کرنش هستهگذاری کند دلیل وجود چنین حدی آن است که به علت وجود انرژی محرکه شیمیائی کوچک یا منفی، استعداد عیوب ایجاد شده توسط کرنش هر چند که تعداد آنها زیاد باشد برای آغاز نمودن استحاله کافی نیست. بنابراین استحاله مارتنزیت در این ناحیه به کمک کرنش پلاستیک آغاز میشود و به همین سبب آنرا استحاله مارتنزیتی ایجاد شده با کرنش مینامند.
در آلیاژهای حافظهدار [3]، خاصیت سوپرالاستیسیته بدین صورت است که اگر دمایی که در آن نیرو اعمال شود، بالاتر از دمای پایان آستنیت شدن - Af - باشد، مطابق شکل - 2 - نیروی مکانیکی باعث تغییر شکل میشود و این تغییر شکل در طی باربرداری از بین میرود. روشهای مختلفی به منظور مدلسازی تحلیل تغییر شکل ابرکشسان آلیاژ های حافظهدار با توجه به رابطه غیر خطی بین تنش و کرنش آن در مراجع ارائه شده است.[8-5]به هرحال این قابلیت باعث استفاده فراوان از این دسته از مواد به دلیل سازگاری این مواد با بدن انسان، در کاربردهای پزشکی نظیر استنت ها ، سیم های ارتودنسی و نیز بخیه های هوشمند، شده است
شکل - : - 1 نمودار عمومی تنش-کرنش برای فلزات
شکل - : - 2 نمودار عمومی تنش-کرنش برای فلزات حافظه دار دردماهای مختلف استحاله پذیر
مطابق گزارش سازمان بهداشت جهانی، عمده مرگ های جهان بدلیل بیماریهای عروقی می باشد. از مهمترین بیماریهای عروقی ، آنوریسم آئورت سینه ای - TAA - Thoracic aortic aneurysm است. آنوریسم اتساع تدریجی یک شریان در طول چند سال است و اگر درمان نشود نهایتاً منجر به پارگی شریان خواهد شد.
آنوریسم در حقیقت کیسهای پر از مایع در دیواره شریان است که میتواند دیواره را ضعیف کند. این بیماری، آئورت، شریانها و حتی شریانچهها را نیز مبتلا میسازد. اگر چه این بیماری میتواند در هر قسمت از سیستم شریانی روی دهد اما غالباً آئورت شکمی AA - Abdominal aortic - و سینه ای را مبتلا میسازد.
استنتهای نیتینولی علاوه بر کاربردهای جدید در باز کردن عروق محیطی ومجاری صفراوی و مری اخیرا" به عنوان پوشش داخلی گرفتهایی استفاده میشوند که برای فیکس کردن آنوریسم آئورت شکمی - Abdominal aortic AAA - aneurysm به کار میروند.این گرفتها نیازمند استحکام شعاعی بیشتری هستند و استفاده از استنت داخل گرفت، این استحکام شعاعی اضافی را فراهم میکند.
