مدلسازی رفتار ابرکشسانی آلیاژنایتینول برای کاربرد استنت

چکیده در این پروژه با استفاده از روش اجزاء محدود1که کاربردهای وسیعی در پزشکی نظیر استنت2پیدا کرده است، استنت های نایتینولی برای استفاده در مجاری صفراوی3، مجاری مری4، عروق فمورال5 وپشتیبانی رگ آئورت سینه ای6 با خواص متالورژیکی و هندسی متفاوت از لحاظ مکانیکی و کلینیکی طراحی شد. ارزیابی استنت ها با آزمایشات استاندارد نظیر کریمپینگ7 (برای شبیه سازی بارگذاری واقعی بر استنت هنگام جاگذاری آن بر روی میل جراحی و کاشت )و لهیدگی8 (جهت شبیه سازی واقعی رفتار خمش ، کمانش و فشاری استنت در هنگام جاگذاری آن در مجاری و عروق) انجام گرفت. با مقایسه تئوریهای مربوط به توصیف خواص ماده استنت نایتینولی بر مبنای مدل های آریشیو9(بر اساس انرژی ترمودینامیکی آزاد هلمهولتز) و لاگوداس10 (بر اساس انرژی ترمودینامیکی آزاد گیپس) در زیر برنامه های نرم افزار آباکوس11، مشخص شدکه نتایج حاصل از مدل آریشیو تطابق خوبی با نتایج تجربی دارد. نتایج بدست آمده از این ارزیابی ها نشان میدهد: بخش درونی استنت ها ، بیشترین تنش را تجربه می کنند. بیشترین میزان ورود به فاز مارتنزیت نیز درآن بخش اتفاق می افتد. با افزایش میزان حرکت بخش های مختلف استنت حین انقباض، رفتار ابرکشسانی استنت بهبود می یابدودر نتیجه با انقباض ببیشتر استنت، امکان به کارگیری آن درون عروق و مجاری، تسهیل می گردد. همچنین استنت های نایتینولی جهت بازکردن مجاری و عروق با خواص بهینه زیر عملکرد مکانیکی مطلوبی نشان دادند : • مجاری صفراوی: زاویه°65 بین بازوهای استنت، تعداد رأس12،=24?c afو60 درصدکریمپینگ زاویه°65 بین بازوهای استنت، تعداد رأس12،=24?c af و90 درصد لهیدگی • مجاری مری: زاویه °66 بین بازوهای استنت، تعداد رأس12، =22?c af و60 درصد کریمپینگ زاویه °65 بین بازوهای استنت، تعداد رأس12 ، =24?c af و90 درصد لهیدگی • رگ آئورت سینه ای: زاویه°65 بین بازوهای استنت، تعداد رأس12،=24?c af و 50 درصد کریمپینگ زاویه°65 بین بازوهای استنت، تعداد رأس12،=24?c af و90 درصد لهیدگی • عروق فمورال: زاویه°45 بین بازوهای استنت، تعداد رأس14، =30?c af و90 درصد لهیدگی زاویه°45 بین بازوهای استنت، تعداد رأس14، =20?c af و50 درصد کریمپینگ از بین معادلات متعدد ریاضی که جهت تفسیر رفتار مکانیکی رگ بکار می روند، با توجه به دقت خوب در محدوده تنش هاوکرنش های فیزیولوژیک مدل هایپرالاستیک12اوگدن13وفرمول ریاضی مشتق شده ازآن یعنی مدل هایپرالاستیک مونی ریویلین14استفاده گردید. با توجه به افزایش قابل توجه سطح تنش(حدود290 درصد) وکرنش (حدود50 درصد) در رگ درمدل هایپرالاستیک اوگدن، مدل هایپرالاستیک مونی ریویلین نسبت به مدل هایپرالاستیک اوگدن عملکرد مکانیکی بسیار مناسب تری نشان داد. همچنین کاهش سطح تنش(حدود6 درصد) وکرنش (حدود1 درصد) در رگ با افزایش ضریب اصطکاک در تماس با استنت نایتینولی از دیگر نتایج مهم اخذ شده است. کلمات کلیدی: استنت،آلیاژ حافظه دار نایتینول، روش اجزاء محدود، رگ آئورت سینه ای، مجاری صفراوی، مجاری مری، عروق فمورال،عروق محیطی ، تماس - finite element method 2 - stent 3 - biliary duct 4 – esophageal-duct 5 - femoral artery 6 - thoracic aortic artery 7 – crimping 8 – crushing 9 - auricchio 10 - lagoudas 11 - abaqus 12 - hyperelastic 13 – ogden 14 mooney-rivilin