مطالعه عددی بررسی عملکرد استنت های آلیاژ حافظه دار نایتینولی در هنگام تماس با شریان محیطی

از روشهای درمانی نسبتاً جدید درحل مشکل گرفتگی رگ، استفاده از استنت گذاری به عنوان یکی از گزینه های اصلی  است. در این بین استنت های از جنس آلیاژحافظه دار نایتینولی با کاهش دادن مشکلاتی نظیر قابلیت پیچ خوردن کم، استحکام شعاعی ناکافی و رفتار دینامیکی نامناسب نسبت به سایر استنت ها، برای استفاده در رگ محیطی میتوانند بکار روند. یکی از چالش های اساسی در فرایند استنت گذاری، به عنوان یک راه درمانی جهت گرفتگی رگ، مسایل پیچیده تماس استنت با رگ محیطی است. در این مقاله با استفاده از شبیه سازی به روش اجزاء محدود، با توجه به اهمیت ویژه خواص مکانیکی و کلینیکی استنت، با انتخاب دو نوع استتت از جنس آلیاژهای حافظه دار با خواص متالورژیکی و مکانیکی متفاوت، رفتار آنها با رگ محیطی مورد بررسی قرار گرفت. مدل مادی مورد استفاده جهت توصیف خواص آلیاژ حافظه دار نایتینول بر اساس انرژی آزاد ترمودینامیکی هلمهولتز(مدل آریشیو) بود.با تغییر دمای پایان آستنیتی از 20 تا 30 درجه سانتیگراد، اختلاف تنش های مسطح بالایی و پایینی حدود 40 مگاپاسکال (معادل حدود 12 درصد) بدست آمد. با تغییر دمای پایان آستنیتی در حدود 10 درجه سانتیگراد، استنت های آلیاژهای آلیاژ حافظه دار نایتینولی بدلایلی نظیر نیروی مناسب اعمالی به رگ، استحکام مقاومتی شعاعی مطلوب و حلقه هیسترزیس کامل وابسته به رفتار ابرکشسانی بعلاوه تنش کمتر، کرنش بیشتر، کاهش احتمال جراحت و گرفتگی رگ محیطی به میزان 22/15 درصد، کمتر بودن سطح تنش لازم جهت ایجاد رفتار ابرکشسانی به میزان 35/82 درصد و بالا بودن ضریب اطمینان حدود 3 برابرعملکرد مکانیکی و کلینیکی مناسبی نشان دادند. این مطالعه عددی میتواند یک راه مناسبی برای بررسی رفتار مکانیکی استنت های مورد کاربرد در رگ محیطی با توجه به اثرات خواص متالورژیکی و مکانیکی استنت های از جنس آلیاژهای حافظه دار ارائه نماید.

numerical study of investigation of nitinol shape memory alloy stents performance during contact with peripheral artery

one of the relatively new treatments for vascular occlusion is the use of stenting as one of the main options. in the meantime, nitinol shape memory alloy stents can be used for peripheral artery owing to reducing problems such as low torsional capability, insufficient radial strength and improper dynamic behavior compared to other stents. one of the major challenges in the stenting process, as a treatment for artery stenosis, is the complexity of stent contact with the peripheral artery. in this paper, using finite element simulation, due to the special importance of mechanical and clinical properties of stents, by selecting two types of stents made of shape memory alloys with different metallurgical and mechanical properties, their behavior with peripheral artery was investigated. material properties model of nitinol shape memory alloy was based on helmholtz free thermodynamic energy (auricchio model). with varying the af temperature from 20 to 30 ° c, the difference between the upper and lower plateau stresses was about 35 mpa (equivalent to about 12%). moreover, with changing the af temperature about 10 ° c, niti shape memory alloy stents have better mechanical and clinical performance due to good applied force to the artery, optimal radial strength, and complete hysteresis loop depending on superelastic behavior, less stress, more strain, reduction of the probability of injury and clogging of the peripheral artery by 22.15%, lower level of stress required to cause super-elastic behavior by 35.82% and high reliability of about 3 times. this numerical study can provide a good way to investigate the mechanical behavior of stents used in peripheral blood artery with respect to the effects of metallurgical and mechanical properties of shape memory alloy stents.