مطالعه محاسباتی تأثیر خواص ماده بر رفتار استنت های آلیاژ حافظه دار نایتینولی برای استفاده در مجاری نای

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 استادیار گروه مهندسی مواد و متالورژِی، دانشکده فنی مهندسی، دانشگاه اراک

2 کارشناسی ارشد شناسایی و انتخاب مواد، دانشگاه اراک

3 عضو هیأت علمی گروه مهندسی مواد و متالورژی دانشگاه اراک، اراک، ایران

چکیده

استنت های از جنس آلیاژحافظه دار نایتینولی می تواند بدلیل کاهش دادن مشکلاتی نظیر رفتار دینامیکی نامناسب، قابلیت پیچ خوردن کم و استحکام شعاعی ناکافی سایر استنت ها برای استفاده در نای بکار رود. در این مقاله از روش اجزاء محدود برای بررسی رفتار مکانیکی و کلینیکی استنت های از جنس آلیاژحافظه دار نایتینولی برای کاربرد در نای انسانی استفاده شد. ارزیابی استنت ها با اعمال کرنش شعاعی مطابق استاندارد و با در نظرگرفتن خواص متالورژیکی و مکانیکی آنها انجام گرفت. مدل ماده مورد استفاده جهت توصیف خواص ماده حافظه داربر اساس انرژی ترمودینامیکی آزاد هلمهولتز(مدل آریشیو) و انرژی ترمودینامیکی آزاد گیبس(مدل لاگوداس) بود. استنت از جنس آلیاژحافظه دار نایتینولی با خواص ماده دارای دمای آستنیتی 24 درجه سانتیگراد بدلایلی نظیر نیروی مناسب اعمالی به مجرا، استحکام مقاومتی شعاعی مطلوب و حلقه هیسترزیس کامل وابسته به رفتار ابرکشسانی بعلاوه تنش کمتر و کرنش بیشتر عملکرد مکانیکی و کلینیکی بهتری نشان داد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Computational study of influence of materials properties on Nitinol shape memory alloy stents behavior for application in trachea lumen

نویسندگان [English]

  • Fardin Nematzadeh 1
  • Mehdi Farahani 2
  • Yousef Payandeh 1
  • Hossein Mostaan 3
1 Assistant professor, Department of Materials Engineering, Faculty of Engineering, Arak University
2 Ms Department of Materials Engineering, Faculty of Engineering, Arak University
3 Department of Materials and Metallurgical Engineering, Faculty of Engineering, Arak University, Arak, Iran
چکیده [English]

Simulation of shape memory alloy stents behavior for application in trachea stent implantation has been strategically used for solving trachea stenosis. Predicaments like insufficient radial strength, low twisting ability, inappropriate dynamic behavior and restenosis are expected to be solved by the introduction of new designs. Superelastic shape memory alloy stent is an interesting alternative for minimizing these tight spots. The application of finite element method to predict metallurgical of superelastic shape memory alloy stents for trachea duct dilatation is supported by conventional crimp tests. The present simulation modeled the stent material’s superelasticity based on Auricchio theories (Helmholtz free energy) and Lagoudas (Gibbs free energy).Nitinol shape memory alloy stents with material properties contain Af temperature of 24°C° is shown to have the best mechanical performance for clinical applications. Owing to lower chronic outward force (COF), higher radial resistive force (RRF), and more suitable superelastic behavior. Model calculations showed that a very high change of Af temperature could exert a substantial effect on practical performance of the stent. This FEM model can provide a convenient way for evaluation of biomechanical properties of peripheral stents given to effects of metallurgical properties such as austenite finish temperature.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Computational study
  • materials properties
  • Shape memory alloy Stents
  • Trachea lumen

مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده
انتشار آنلاین از تاریخ 15 آبان 1400
  • تاریخ دریافت: 08 اردیبهشت 1400
  • تاریخ بازنگری: 25 مرداد 1400
  • تاریخ پذیرش: 15 آبان 1400