بخشی از مقاله
چکیده
استنت نایتینولی بدلیل کاهش دادن مشکلاتی نظیر رفتار دینامیکی نامناسب و استحکام شعاعی ناکافی نسبت به 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 لاگوداس - در نظر گرفته شد
در مقاله حاضر، از روش اجزاء محدود برای بررسی اثرات پارامترهای هندسی 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 کریمپینگ استفاده شد. استنت نایتینولی با کمترین باند خمشی و با بیشترین طول پایه بدلایلی نظیر نیروی پایین اعمالی به رگ ، استحکام مقاومتی شعاعی بالا و حلقه هیسترزیس کامل وابسته به رفتار ابرکشسانی بهترین عملکرد مکانیکی را نشان داد. 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 پارامترهای هندسی ارائه نماید.
مقدمه
دو خاصیت ابر کشسانی و حافظه داری مربوط به استحاله ی فاز آستینت به مارتنزیت و بالعکس در آلیاژهای حافظه دار است2]و.[1در آلیاژهای حافظهدار [3]، خاصیت سوپرالاستیسیته در دمایی بالاتر از دمای پایان آستنیت شدن - Af - که در آن نیرو اعمال شود، ایجاد می شود. این قابلیت باعث استفاده فراوان از این دسته از مواد به دلیل سازگاری این مواد با بدن انسان، در کاربردهای پزشکی نظیر استنت ها شده است.[ 4]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.
مطابق گزارش سازمان بهداشت جهانی، از مهمترین بیماریهای عروقی ، آنوریسم آئورت سینه ای - Thoracic TAA - aortic aneurysm است. آنوریسم اتساع تدریجی یک شریان در طول چند سال است و اگر درمان نشود نهایتاً منجر به پارگی شریان خواهد شد. استنتهای نیتینولی اخیرا" به عنوان پوشش داخلی گرفتهایی استفاده میشوند که برای فیکس کردن آنوریسم آئورت سینه ای به کار میروند.این گرفتها نیازمند استحکام شعاعی بیشتری هستند و استفاده از استنت داخل گرفت، این استحکام شعاعی اضافی را فراهم میکند. با توجه به آناتومی بسیار پیچیده آنوریسم آئورت سینه ای - TAA - تحلیل رفتار بیومکانیکی آن نیز بسیار مشکل است
استفاده از استنت بعنوان پشتیبان به عنوان یک راهکار اصلی حل مشکلات بیماری ذکر شده در دهه اخیر محسوب می شود، در نتیجه طراحی استنت از اهمیت فوق العاده ای برخوردار است در این راستا طراحی استنت با بهینه کردن چهار پارامتر زیر حادث می گردد - جنس،ابعاد تیرها و سطح مقطع آن،تعداد واحدهای تکرارشونده محیطی و محوری و هندسه آنها وپروسه ساخت و تولید - .معیارهای مهندسی دستهبندی استنتها نیز بر مبنای مکانیزم اتساع ،مواد ،شکل ،روش ساخت ،شکل هندسی و مکملها می باشد.
شبیه سازی کامپیوتری با توجه به هزینه های زیاد بسیار مفید می باشند.کاشت استنت در عروق انسان ، علاوه بر پیچیدگی ذاتی ، به دلیل خواص متفاوت رگ در اندامهای مختلف و نیز در اندازههای گوناگون رگ باعث شده است که این فرآیند به علل و عوامل زیادی بستگی داشته باشد که در نظر نگرفتن هر یک از این عوامل میتواند بعضاً نتایج متضادی را به همراه داشته باشد. به دلیل اهمیت این فرآیند و عوارض ناشی پس از استنت گذاری تحلیل تنشها و کرنشهای ایجاد شده بین رگ و استنت از اهمیت خاصی برخوردار شده است.چاو با استفاده از روش اجزاء محدود شبیهسازی تماس استنت و رگ را در حضور پلاک انجام داد .[9] لالی هم با روش المان محدود به بررسی تغییرات طراحی استنت بر روی تنشهای رگ پرداخت
زاهدمنش اثر ضخامت بازوههای استنت بر میزان جراحت و گرفتگی رگ با روش اجزاء محدودرا بررسی کرد .[11] ربلو رهایش استنت نایتینولی در شرایط واقعی بارگذاری داخل رگ را مطالعه کرد .[12]ارلی با استفاده روش المان محدود توزیع تنش در رگ محیطی را در هنگام جاگذاری استنت مورد مطالعه قرار داد .[13]هنری رفتار خمشی یک استنت را درون رگ گرفته شده مورد بررسی قرار داد .[14]ویشر در مورد رفتار خستگی استنت نایتینولی مطالعه عددی ارائه نمود
پترینی در هنگام تست لهیدگی استنت نایتینولی تطابق عالی بین نتایج تجربی و عددی پیدا کرد.[16]وو اتساع استنت در دو حالت رگ مستقیم و خمیده را با روش اجزاء محدود مورد مطالعه قرار داد .[17] کلنستروژر آنالیز محاسباتی ترکیب گرفت پلیمری و استنت نایتینولی برای پشتیبانی آنوریسم آئورت شکمی ارائه نمود .[18] لام فاکتورهای بیومکانیکی موثر بر نیروههای بین استنت و گرفت برای آئورت سینه ای را تشریح کرد .[19] بلو روشی برای بهینه سازی رفتار مکانیکی استنت های بافتنی ارائه نمود
سیلبر تاثیر هندسه استنت روی خواص مکانیکی استنت های نایتینولی سیمی را بررسی کرد .[21] مرو با استفاده از روش اجزاء محدود نشان داد روشی مفید برای طراحی استنت نایتینولی برای کاربرد در لایه خارجی رگ میتوان بکار برد .[22] آریشیو برای بررسی عملکرد سه طرح متفاوت هندسی استنت خود انبساطی برای کاربرد در رگ کاروتید از روش اجزاء محدود استفاده کرد
گارسیا پارامترهای اصلی هندسی موثر روی نیرو ههای یک استنت خود انبساطی برای توسعه یک طرح جدید استنت جهت بهبود طرح تماس رگ با استنت را مورد مطالعه قرار داد .[24] دمانگت مقایسه رفتار کریمپینگ مدلهای استنت های Z شکل را انجام داد .[25] کومار با استفاده از روش اجزاء محدود مطالعه ای در مورد طرح استنت مناسب برای دریچه آئورت انجام داد
نعمت زاده تاثیرات خواص ماده بر رفتار مکانیکی استنت نایتینولی برای رگ فمورال را با روش اجزاء محدود مورد مطالعه قرار داد .[27] کومار شبیه سازی طراحی یک استنت نایتینولی جهت کاربرد در دریچه میترال را با بررسی خاصیت کریمپینگ آنها انجام داد
امیرجانی با استفاده از یک مدل چند پارامتری طراحی بکمک کامپیوتر بهینه سازی طرح استنت را انجام داد .[29]گالو با در نظر گرفتن جریان واقعی خون در آئورت صعودی بدن مطالعه تجربی و محاسباتی ارائه نمود .[30]شانموگام پارامترهای استنت روی عملکرد گرفت همراه با استنت را بر پایه روش اجزاء محدود مورد بررسی کرد .[31]نعمت زاده بصورت عددی بررسی اثرات پارامترهای طراحی و دمای Af بر رفتار ابرکشسانی استنت نایتینولی برای کاربرد در مجرای صفراوی انجام داد.
همچنین نعمت زاده بصورت محاسباتی تاثیرات میزان کریمپینگ را بر روی عملکرد مکانیکی استنت نایتینولی طراحی شده برای استفاده در رگ فمورال را نشان داد .[33]با وجود بررسی رفتار عددی استنت های نایتینولی ، مطالعه عددی در مورد تاثیر پارامترهای هندسی استنتZ شکل سیمی نایتینولی برای کاربرد در آنوریسم آئورت سینه ای تاکنون ارائه نشده است
