بهینه سازی ساختاری استنت دریچه های آئورتی قابل پیوند از طریق کاتتر

دریچه‎های کاتتری آئورت به عنوان درمان استاندارد برای بیماران دچار تنگی شدید دریچه ی آئورت که ریسک بالای جراحی دارند تبدیل شده است. با توجه به این که در مقایسه با جراحی قلب باز، این روش پیوند دریچه نیمه‎تهاجمی بوده و عوارض جراحی کم تری به همراه دارد می‎تواند به عنوان روش جایگزین مناسبی برای پیوند دریچه تبدیل شود. با این وجود عوارض پس از پیوند و اشکالات ساختاری این نوع از دریچه‎ها مانع رسیدن به چنین هدفی شده است. بهینه‎سازی طراحی استنت این پروتزها گام مهمی در راستای بهبود عمل کرد و گسترش کاربرد آن‎ها است. از آن جا که تمام پروتزها قبل از پیوند فشرده شده و در کاتتر قرار می‎گیرند، استحکام استنت در این بارگذاری و عدم بروز خستگی ماده اهمیت ویژه‎ای در عمل کرد آن دارد. در این مطالعه چارچوبی ساده و کم هزینه برای بهینه‎سازی ساختاری استنت دریچه ی کاتتری با پارامترهای طراحی هندسی شامل فرم کلی استنت، اندازه ی سلول‎ها، تعداد سلول‎ها و الگوهای تکرار شونده و هم چنین سطح مقطع استرات مورد استفاده قرار گرفته است. تابع هدف در این بهینه‎سازی بیشینه ی کرنشی است که حین فشرده ساختن استنت برای قرارگیری در کاتتر، در آن ایجاد می‎شود. نتایج این بهینه‎سازی با مدل‎های سه بعدی مقایسه شده و دقت مناسب نتایج مدل ساده شده تایید شده است. نتایج نشان می‎دهد که ارتفاع سلول‎های میانی، عرض استرات و تعداد سلول‎ها مهم‎ترین عوامل موثر بر میزان بیشینه ی کرنش فشردگی هستند. استنت بهینه با کرنش بیشینه ی ۵۲/۰ دارای ۳ سلول، ۱۵ الگو، عرض استرات ۲/۰ میلی متر، ضخامت استرات ۳/۰ میلی متر و نسبت شعاعی ۰۵/۱ است. با استفاده از این چارچوب بهینه‎سازی می‎توان پارامترهای طراحی انواع مختلف استنت را بهینه کرده و هزینه‎ی طراحی استنت‎ها را تا حد بسیار زیادی کاهش داد.

کلیدواژه ها:

دریچه ی کاتتری آئورت ، استنت ، بهینه سازی ، الگوریتم ژنتیک ، تحلیل المان محدود ، آلیاژ نیکل-تیتانیوم