Badania możliwości wystąpienia uszkodzeń w stentach naczyniowych z nitinolu metodą cyklicznych odkształceń

• Autorzy: Marchlewski P. , Jeleńkowski J.

Warianty tytułu

EN

Study of the possibility of damage in nitinol vascular stents by cyclic strain

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W podjętych pracach zaprojektowano i wykonano stanowisko do diagnostyki mechanicznej stentów kardiologicznych oraz przeprowadzono na tym stanowisku wstępne badania porównawcze metodą zmęczenia przy małej liczbie cykli odkształceń sprężystych. Stanowisko diagnostyczne zostało zaprojektowane i wykonane w Instytucie Mechaniki Precyzyjnej w Warszawie. Budowę stanowiska diagnostycznego oparto na założeniu, że stent naczyniowy jest obciążony na całej długości obciążeniem prostopadłym do osi. Badanie miało również charakter treningu stosowanego do elementów z materiałów z pamięcią kształtu z możliwością regulacji stopnia odkształcenia sprężystego i częstotliwości obciążenia. Podczas badania ażurowy stent wykonuje niewielkie dyskretne ruchy wzdłuż swojej osi. Do rejestracji czasu pojedynczego cyklu i siły obciążenia przy zadanym stopniu odkształcenia wykorzystano dedykowany program komputerowy działający w środowisku Windows. Rejestrowane dane pozwalają na stworzenie profili obciążenia dla każdego z badanych stentów. Badania skoncentrowano na stentach wykonanych z nitinolu z pamięcią kształtu, pochodzących z różnych etapów cyklu produkcyjnego, mających różny stopień dokładności wykończenia powierzchni. Rejestrowane zmiany obciążenia dla poszczególnych cykli tworzą graficzny profil obciążenia w ramach pełnej próby do założonej liczby cykli. Analiza profili obciążenia pozwala na śledzenie reakcji materiału stentu na wymuszone odkształcenie sprężyste, imitujące krytyczne odkształcenia stentu w naczyniach krwionośnych człowieka. Wykazano różnice w zachowaniu materiału stentów w zależności od stanu powierzchni, będącej konsekwencją zastosowanych zabiegów technologicznych, takich jak wycinanie laserowe oraz czyszczenie chemiczne. Pozwoliło to na określenie, na którym z etapów produkcji stenty są najbardziej narażone na zainicjowanie mikropęknięć, które mogą rozwijać się w kolejnych etapach produkcji, jak również w trakcie i po zabiegu implantacji.

EN

In the work the diagnostic stand for mechanical diagnosis of cardiac stents has been designed and manufactured. Preliminary, comparative studies of fatigue at low number of cycles of elastic deformation have been performed. The diagnostic stand has been designed and made at the Institute of Precision Mechanics in Warsaw. The construction of the diagnostic stand based on the assumption that the vascular stent is loaded with the entire length of the load perpendicular to the axis. The study was the nature of training applied to the elements made of the shape-memory materials with the possibility of adjusting the degree of elastic deformation and load frequency. During the test, openwork stent partly performs small movements along its axis. Time registration and a single cycle of the load force at a given degree of deformation used a dedicated computer program running in Windows environment. The recorded data allows the creation of load profiles for each of the stents. The study focused on stents made of Nitinol shape memory alloy originating from different stages of the production cycle, with different degrees of accuracy of surface finishing. The recorded changes in load for individual cycles form graphic load profile in the context of the full sample to a predetermined number of cycles. Analysis of load profiles allows to track the stent material response on forced elastic deformation, imitating the critical strain of the stent in human blood vessels. Differences in the behaviour of the material, depending on the stent surface state as a consequence of treatments applied technology, such as cutting Laser and cleaning, have been shown. This made it possible to determine in which stages of the production stents are most likely to initiate microcracks that may develop in successive stages of production, as well as during and after implantation.

Słowa kluczowe

PL

stenty; nitinol; zmęczenie niskocyklowe

EN

stents; nitinol; low cycle fatigue

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Inżynieria Materiałowa
• Rocznik: 2013
• Tom: Vol. 34, nr 6
• Strony: 749--751
• Opis fizyczny: Bibliogr. 4 poz., rys.

Twórcy

autor

Marchlewski P.

• Instytut Mechaniki Precyzyjnej w Warszawie

autor

Jeleńkowski J.

• Instytut Mechaniki Precyzyjnej w Warszawie

Bibliografia

• [1] Shabalovskaya S. A.: Surface, corrosion and biocompatibility aspects of Nitinol as an implant material. Bio-Medical Materials and Engineering 12 (2002) 69÷109.
• [2] Stoeckel D., Pelton A. R., Duerig T. W.: Self expanding nitinol stents material and design considerations. European Radiology 14 (2004) 292÷301.
• [3] Pincet P. P.: Nitinol medical device design considerations. MEMRY Corporation, 4065 Campbell Avenue - Menlo Park, CA 94025, USA.
• [4] Kinsman K. J., DeGregorio B. T., Katon R. M., et al.: Prior radiation and chemotherapy increase the risk of life-threatening omplications after insertion of metallic stents for esophagogastric malignancy. Gastrointest Endosc 43 (1996) 196÷203.