Развитие технологии для проектирования, численного моделирования и аддитивного производства сетчатых конструкций для транскатетерной имплантации аортального клапана
Автор: Алексей Геннадьевич Кучумов
Соавторы: Селиванов Г.Д., Селезнев М.А., Пиль Н.Е., Хорошев Д.В., Кутузова А.М.
Организация: Научный центр генетики и наук о жизни Университета Сириус, Сириус
Транскатетерная имплантация аортального клапана является эффективным методом лечения аортального стеноза, однако существующие протезы имеют ограниченный срок службы и не учитывают индивидуальную анатомию пациента. Разработка технологий параметрического проектирования, численного прогнозирования гемодинамики и аддитивного производства полимерных клапанов является актуальной задачей. Предложен алгоритм параметризованного построения геометрии стент-каркаса (варьируемые параметры: количество ячеек по вертикали K и горизонтали N, кривизна верхней части UB, диаметр WD и положение WP зоны сужения, длина прямой части SS) и створчатого аппарата. Для оценки гемодинамических характеристик использована связанная ALE FSI-постановка с моделированием крови как ньютоновской жидкости (плотность 1060 кг/м³, вязкость 0.0035–0.004 Па·с) и двухэлементной моделью Виндкесселя на выходе. Выполнено сопоставление гиперупругих моделей материала створок.
Показано, что выбор модели материала влияет на пиковые скорости (от 1.77 до 1.94 м/с), эффективную площадь открытия (EOA: 2.15 и 2.38 см² соответственно) и напряжения на створках. Для стент-каркаса корреляционный анализ выявил наибольшее влияние параметра K (0.59) и UB (0.42) на изгибную жесткость. Разработанный комплексный подход объединяет параметрическое проектирование, вычислительную гидродинамику и аддитивное производство, позволяя ускорить создание индивидуализированных ТИАК-протезов с прогнозируемыми механическими и гемодинамическими характеристиками.
Результаты получены при финансовой поддержке проекта, реализуемого в рамках государственной программы федеральной территории «Сириус» «Научно-технологическое развитие федеральной территории «Сириус» (Соглашение № 27-03 от 07.07.2025).
1. Селезнев М.А., Селиванов Г.Д., Пиль Н.Е., Кучумов А.Г. Влияние конструкции протеза на гемодинамику при транскатетерной имплантации аортального клапана // Российский журнал биомеханики. 2026. Т. 30. № 1. С. 174–192.
