ИССЛЕДОВАНИЕ БИОМЕХАНИЧЕСКОГО ПОВЕДЕНИЯ ПОЛИМЕРНЫХ СТЕНТОВ: ОТ ЧИСЛЕННОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ ДО АДДИТИВНОГО ПРОИЗВОДСТВА
Автор: Дарья Ивановна Спорышева
Соавторы: Хайрулин А.Р., Дроздов А.А., Килина П.Н., Большаков П.В., Харин Н.В., Саченков О.А., Кучумов А.Г.
Организация: пермский национальный исследовательский политехнический университет
Ишемическая болезнь сердца (ИБС), является одной из основных причин смертности (12,2 %) по всему миру. Самым распространенным методом лечения является стентирование коронарных артерий. Биоразлагаемые стенты – это одно из перспективных направлений в кардиологии, имеющее ряд преимуществ перед металлическими. Исследования показывают, что эти стенты могут эффективно восстанавливать просвет сосудов и одновременно органично растворяться в тканях организма, минимизируя риск осложнений [1].
Было произведено численное моделирование процесса расширения 6 геометрий стентов. В качестве материала стента использовался биоразлагаемый материал – полилактид (PLA). Также была реализована FDM печать 5 геометрий стентов и произведено испытание механических свойств полученных конструкций.
Максимального расширения на концах достиг стент № 2 с пятиэлементными распорками. Однако в центральной области наилучшее расширение получает стент № 4, состоящий из девятиэлементных распорок. Минимальные и максимальные напряжения конструкций равны соответственно 77,1 МПа и 83,1 МПа при пределе прочности и материала 67,7 МПа.
Во всех стентах после разгрузки был выявлен переход в зону пластических деформаций в областях коронок и звеньев (max=0,65, min=0,1). По результатам моделирования были рассчитаны коэффициенты радиальной упругости, укорочения и неравномерности раскрытия стентов. Также был произведен сравнительный анализ влияния толщины стенки стента на его способность расширяться и сохранять свое напряженно-деформированное состояние, который показал, что стенты с толщиной 0,4 мм в отличии от толщины 0,2 мм лучше расширяются и сохраняют значительное раскрытие после снятия нагрузки со стента. По результатам исследования механических свойств было выявлено, что наибольшей жесткостью на изгиб обладает стент № 5 – 2·104 Н·мм2.
Во всех стентах после разгрузки был выявлен переход в зону пластических деформаций в областях коронок и звеньев (max=0,65, min=0,1). По результатам моделирования были рассчитаны коэффициенты радиальной упругости, укорочения и неравномерности раскрытия стентов. Также был произведен сравнительный анализ влияния толщины стенки стента на его способность расширяться и сохранять свое напряженно-деформированное состояние, который показал, что стенты с толщиной 0,4 мм в отличии от толщины 0,2 мм лучше расширяются и сохраняют значительное раскрытие после снятия нагрузки со стента. По результатам исследования механических свойств было выявлено, что наибольшей жесткостью на изгиб обладает стент № 5 – 2·104 Н·мм2.
