Stress and deformation analysis in stents

Abstract

STENTLERDE GERİLME VE DEFORMASYON ANALİZİ Stent, ağ örgülü yapıya sahip (ızgara gibi) silindirik tüp şeklinde tıpta çeşitli amaçlar için kullanılan biomedikal üründür. Stentler genellikle temel amacı daralmış yada tıkanık olan koroner (yada çevresel) damarların onarılması olan anjiyoplastide kullanılır. Prostatik tıkanıklık ve üriner sistemi semptomları oluştuğu takdirde idrar yolunda tıkanıklıkla sonuçlanır ve idrara çıkma zorlaşır. Stentler aynı zamanda idrar yolunun açılması için kullanılır ve idrara çıkmayı mümkün kılar. Stentlerin kullanıldığı bir diğer alan ise abdominal aortta (şahdamarı) meydana gelen mekaniksel bütünlüğün kaybolması ve genişlemesi anlamına gelen halk arasında baloncuk oluşumu olarak bilinen abdominal aort anevrizma tedavisinde uygulanır. Damar duvarında oluşan yaralanmaların, balon anjiyoplasti esnasında stenti destekleyen ve toplardamar arasında oluşan temas gerilimlerinden kaynaklandığı varsayılmaktadır ve bunun yanısıra içsel elastic laminanın (ince tabakanın) kesilmesi ve kopmasıyla stentin restenoz olması da muhtemeldir. Stentin rijiditesi, damar ve stent içinde meydana gelen restenoz arasındaki ilişki, daha iyi bir stent tasarımı ile çözüm ortaya koymak için araştırma alanında aktif bir konudur. Stentlerle ilgili bir diğer sorun ise yorulmadan kaynaklanan çökme, bozulmadır. Stentlerde gerilim ve deformasyon analizinin önemli ve etkin bir araştırma alanıdır. Bu alandaki araştırma faaliyetleri ekseriyetle sonlu eleman yöntemine dayanır. İlk olarak bu çalışmada EN ISO 25539-2:2008 - Vaskülar stentler standardına göre bazı mekanik testler gerçekleştirildi. İkinci olarak sonlu elemanlar yöntemiyle stentler için önemli olan bazı mekaniksel özellikler irdelenmiştir.

STRESS AND DEFORMATION ANALYSIS IN STENTS A stent is A mesh (like a grid) cylindrical tube that is used in medicine for various purposes. It is commonly used in angioplasty where the basic aim is to restore the blood flow in a narrowed or blocked coronary (or peripheral) arteries. In case of prostatic obstruction and lower urinary tract symptoms the urethra is blocked resulting difficulty urination. Stents are also used to keep the urethra open to make urinating possible again. Another area where the stents are used is to treat the abdominal aortic aneurysm where the abdominal aorta looses its mechanical integrity and dilation occurs locally. Despite the high success rate of stent applications, stents are subject to an extensive research and development activities. One group of these research and development activities on stents are directly related with their deformation characteristics. One of the major drawbacks of the stent implantation is the in-stent restenosis which remains a major problem. It was reported that in-stent restenosis occurs in 20-35% of the patients for bare metal stents and 5-10% for drug eluting stents. Vascular wall injury caused by the contact stresses between the struts of a stent and the vein the during the balloon angioplasty is hypothesized as a possible cause of in-stent restenosis as well as the deep wall injury with rupture of the internal elastic lamina. The stress and deformation analysis in stents are important and an active research area. First, the major emphasis of the present study was on some mechanical testing of reletad to the stent according to the EN ISO 25539-2:2008 - Vascular stents. Second, the major emphasis of the present study was to investigate some mechanical analysis of stent with the help of Finite Element Analysis method. FEA has proven to be a powerful technique to study the mechanical behaviour of stents.