تغییر شکل پلاستیک استند پزشکی

آنژیوپلاستی ترنسلامینال از راه پوست (PTA; Percutaneous transluminal angioplasty) و با استفاده از استند گذاری یک روش گسترده و متداول برای درمان تصلب شریان است. در طی این فرایند از یک بالون به عنوان گسترش دهنده‌ی استند در رگ استفاده می‌شود. هنگامی که مجموعه‌ی بالون و استند در محل موردنظر قرار گرفت، بالون متورم شده و استند را گسترده می‌کند. سپس بالون تخلیه می‌شود اما استند همچنان گسترش یافته باقی می‌ماند تا بعنوان نگه‌دارنده‌ی دیواره‌ی رگ به منظور باز نگه‌داشتن محل گرفتگی عمل کند.

طراحی استنت برای این روش اهمیت دارد، از آنجا که در طی روند گسترش می‌تواند آسیب جدی به شریان برساند. یکی از مشهورترین عیوب استند، گسترش و تغییر شکل غیر یکسان در طول آن است،‌ بطوریکه قسمت‌های انتهایی آن دچار تغییر شکل و گسترش بیشتری نسبت به قسمت میانی آن می‌شود، این پدیده داگبانینگ (dogboning) نام دارد. همچنین کوتاه شدن طول استند در حین گسترش(Foreshortening) علاوه بر وارد کردن آسیب به رگ، جایگذاری استند را نیز در محل درست، مشکل می‌کند.

داگبانینگ بصورت زیر تعریف می‌شود:$$dogboning=\frac{r_{distal}-r_{central}}{r_{distal}} $$

که \(r_{distal}\) و \(r_{central}\)، به ترتیب، شعاع استند در انتها و میانه‌ی آن است.

همچنین پدیده‌ی دوم نیز به‌صورت زیر تعریف می‌شود:$$foreshortening=\frac{L_0-L_{load}}{L_0} $$

که \(L_0\) طول اولیه‌ی استند و \(L_{load}\) طول استند تغییرشکل یافته است. دو پارامتر مهم دیگر در طراحی استند، افت یا بازگشت طولی یا شعاعی استند بعد از برداشتن بالون است.

افت طولی بصورت زیر تعریف می‌شود:$$L_{recoil}=\frac{L_{load}-L_{unload}}{L_{load}} $$

که \(L_{unload}\) طول استند در هنگامی است که بالون برداشته می‌شود و \(L_{load}\) طول استند در زمانی است که بالون کاملا متورم شده است.

افت شعاعی نیز بصورت زیر تعریف می‌شود:$$R_{recoil}=\frac{R_{load}-R_{unload}}{R_{load}} $$

که \(R_{unload}\) طول استند در هنگامی است که بالون برداشته می‌شود و \(R_{load}\) طول استند در زمانی است که بالون کاملا متورم شده است.

برای بررسی پایداری طراحی استنت، می‌توانید فرآیند تغییر شکل را تحت تاثیر فشار شعاعی که استنت را گسترش می‌دهد مطالعه کنید. با این مثال میتوانید هر دو پدیده‌ی dogboning و foreshortening را بررسی کنید و تصمیم بگیرید کدام پارامتر طراحی را تغییر دهید تا به یک عملکرد بهینه برسید.