Оценка деформационных характеристик коронарных стентов матричного и непрерывного синусоидального типов при свободном расширении методом компьютерного моделирования

Цель исследования — оценка и сравнение напряженно-деформированных состояний баллонорасширяемых коронарных стентов матричного и непрерывного синусоидального типов методом имитационного математического моделирования.

Материалы и методы. На базе реконструированных геометрических моделей построены конечно-элементные модели стентов и проведено моделирование свободного расширения стентов в программном комплексе SIMULIA Abaqus (DS SIMULIA, США).

Результаты. В ходе работы выявлены области максимальных напряжений и пластических деформаций исследуемых стентов и определены величины радиального рекойла каждого из них, а также построены графики зависимости диаметра стентов от давления в баллоне. Отмечен различный уровень максимальных напряжений при схожих внешних условиях, при этом наименее нагружена конструкция стента непрерывного синусоидального типа, превосходящая матричные конструкции по запасу прочности при дорасширении стента.

1. FDA Center for Devices and Radiological Health. Non-clinical engineering tests and recommended labeling for intravascular stents and associated delivery systems. Guidance for Industry and FDA Staff. 2010.
2. Нуштаев Д.В. Использование программного комп­лек­са SIMULIA Abaqus для решения задач биомеханики. САПР и графика 2014; 9(215): 114–117.
3. Нуштаев Д.В., Жаворонок С.И., Клышников К.Ю., Овчаренко Е.А. Численно-экспериментальное исследова­ние деформирования и устойчивости цилиндрической обо­лочки ячеистой структуры при осевом сжатии. Труды МАИ 2015; 82: 9.
4. Zahedmanesh H., John D., Lally C. Simulation of a balloon expandable stent in a realistic coronary artery — determination of the optimum modelling strategy. J Biomech 2010; 43(11): 2126–2132, https://doi.org/10.1016/j.jbiomech.2010.03.050.
5. Shankaran K., Karrupaswamy S. Parameterization and optimization of balloon expandable stent. SIMULIA Community Conference 2012; p. 1–10.
6. Wang W.Q., Liang D.K., Yang D.Z., Qi M. Analysis of the transient expansion behavior and design optimization of coronary stents. J Biomech 2006; 1(39): 21–32, https://doi.org/10.1016/j.jbiomech.2004.11.003.
7. Abaqus/CAE User’s Guide (6.14). Dassault Systemes Simulia Corp. USA; 2015.
8. Gervaso F., Capelli C., Petrini L., Lattanzio S., Di Virgilio L., Migliavacca F. On the effects of different strategies in modelling balloon-expandable stenting by means of finite element method. J Biomech 2008; 41(6): 1206–1212, https://doi.org/10.1016/j.jbiomech.2008.01.027.
9. Poncin P., Proft J. Stent tubing: understanding the desired attributes. Materials & Processes for Medical Devices Conference; 2003.
10. Poncin P., Millet C., Chevy J., Proft J. Comparing and optimizing Co-Cr tubing for stent applications. Materials & Processes for medical Devices; 2004.
11. Migliavacca F., Petrini L., Montanari V., Quagliana I., Auricchio F., Dubini G. A predictive study of the mechanical behaviour of coronary stents by computer modelling. Med Eng Phys 2005; 27(1): 13–18, https://doi.org/10.1016/j.medengphy.2004.08.012.

Ardatov K.V., Nushtaev D.V. Deformation Characteristics of Coronary Stents of the Matrix and Continuous Sinusoidal Types in Free Expansion: Computer Simulation. Sovremennye tehnologii v medicine 2018; 10(2): 31, https://doi.org/10.17691/stm2018.10.2.03