شماره راهنما :
1716 دكتري
پديد آورنده :
خلج امنيه، ساسان
عنوان :
تحليل عددي و تجربي استنتهاي پليمري زيست تخريب پذير
گرايش تحصيلي :
ساخت و توليد
محل تحصيل :
اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان
صفحه شمار :
پنج،[111]ص.: مصور، جدول، نمودار
استاد راهنما :
پيمان مصدق، محمد مشايخي
استاد مشاور :
مهشيد خرازيها، محمد‌‌هاشمي
توصيفگر ها :
استنت , پلي‌لاكتيك‌اسيد , تخريب , بيوراكتور , مكانيك آسيب
استاد داور :
اميرحسين بهروش، نضال صراف زادگان، محمدرضا فروزان، مهدي كاروان
تاريخ ورود اطلاعات :
1400/01/29
رشته تحصيلي :
مهندسي مكانيك
تاريخ ويرايش اطلاعات :
1400/01/29
چكيده فارسي :
چكيده استنتگذاري يكي از موثرترين و كم خطرترين راههاي درمان بيماريهاي قلبي و گرفتگي عروق است اكثر استنتها پس از كاشت به صورت دائم در بدن باقي ميمانند بررسي الگوهاي درمان نشان ميدهد ضرورتي براي وجود استنت به طور دائم در رگ نيست و اين مساله خود باعث بروز عوارض نامطلوبي ميشود بنابراين استنتهاي زيستتخريبپذير براي بهبود هر چه بهتر بيماران مورد توجه پزشكان و محققان قرار گرفته است پس از معرفي استنتهاي زيستتخريبپذير پليمري استقبال گستردهاي از آن شد اما به دليل بروز مشكالت فراوان استفاده از اين گونه استنت با چالشهاي فراواني روبرو شد تنگي مجدد ضخامت باال عدم مقاومت كافي و عوارض جانبي باعث شد تا بهكارگيري آن محدود شده و پژوهشها بر روي آن با جديت بيشتري از سر گرفته شود رويكرد اين پژوهش شناسايي چالشهاي مربوط به تغييرات خواص مكانيكي شكست استنت خواص حرارتي تاثير پارامترهاي طراحي و پيش بيني رفتار استنت درون رگ و به دنبال آن بررسي موارد مذكور براي توسعه كارايي استنتهاي تخريبپذير است رويكرد اين رساله حل چالش بررسي خواص مكانيكي استنت هاي زيست تخريب پذير در گذر زمان و بررسي اثر هندسه و حرارت بر رفتار بيومكانيك استنت است رهيافت مكانيك آسيب در اين تحقيق نقاط آسيبپذير استنت و زمان تخريب آن را پيشبيني كرد هدف از پروژهي حاضر مطالعهي تجربي رفتار استنت هاي زيستتخريبپذير بر پايهي پليالكتيك اسيد و پيشبيني عملكرد آنها پس از جايگذاري در رگ با استفاده از يك مدل تئوري مناسب است در اين راستا رشته و استنت پليالكتيكاسيد ساخته شد و آزمونهاي بررسي خواص مكانيكي بر روي آنها انجام شد همچنين براي اعتبار بخشي به نتايج تئوري آزمايشهايي طراحي و اجرا شد و بر اين اساس مدل مناسب براي بررسي عملكرد استنت پليالكتيكاسيد انتخاب و ثوابت ماده استخراج شد براي مطالعه رفتار پليالكتيكاسيد در شرايط مشابه بدن اقدام به طراحي و ساخت بيوراكتور تخريب شد به كمك بيوراكتور شرايط مكانيكي و بيولوژيكي محيط رگ فراهم شد تا روند تخريب و تغييرخواص نمونههاي پليمري بررسي شود در ادامه با مدلسازي و شبيهسازي استنتهاي پليالكتيكاسيد به كمك روش اجزا محدود رفتار اين تجهيز درون رگ مورد مطالعه قرار گرفت شبيهسازي استنتهاي متفاوت امكان بررسي تاثير پارامترهاي هندسي بر ميزان تخريب را فراهم كرد نتايج بهدست آمده ازساخت و مطالعه تجربي رشتههاي پليالكتيك اسيد نشاندهنده رفتار ويسكواالستيك ماده و چگونگي وابستگي آن به زمان و تغيير شكل بود تغييرات خواص مكانيكي ماده قبل و بعد از تخريب پس از انجام آزمايشها در بازههاي زماني متعدد بهدست آمد همچنين تصاوير ميكروسكوپي و بررسي خواص حرارتي روند خوردگي و تخريب ماده را در زمان تخريب نشان داد نتايج تجربي حاكي از كاهش تنش تسليم ماده پس از 23 هفته تخريب از 63 MPa به 31 MPA و ضريب االستيك از 2 6 MPa به 1 8 MPa بود همچنين چگونگي تغيير خواص مكانيكي وابسته به زمان ماده در دوران تخريب بيان شد بررسي تغييرات جرم مولكولي و خواص حرارتي ماده در زمان تخريب نشان داد كه جرم مولكولي از 000691 گرم بر مول به 00008 گرم بر مول كاهش داشتهاست در حاليكه ميزان بلورينگي آن 61 افزايش يافت از سوي ديگر نتايج شبيهسازي استنتهاي پليالكتيكاسيد در زمان تخريب در رگ بهدست آمد و ميزان تاثير پارامترهاي هندسي بر مقاومت شعاعي و سرعت تخريب تعيين گرديد با مقايسه رفتار استنتهاي مختلف تاثير طراحي استنت بر ميزان تخريب و خطر شكست در هر نقطه مشخص شد بر اساس نتايج شبيهسازي چگونگي طراحي استنت و ساختار آن ميتواند ميزان تخريب را تا يك دوم كاهش دهد و امكان انتخاب صحيح تجهيز را بر اساس نياز موجود فراهم كند به اين ترتيب در اين پژوهش براي بهبود و توسعه استنتهاي زيست تخريبپذير اطالعات تجربي و عددي الزم درمورد رفتار تخريب نمونههاي پليالكتيك اسيد ارائه شد كلمات كليدي استنت پليالكتيكاسيد تخريب بيوراكتور مكانيك آسيب
چكيده انگليسي :
101 Numerical and Experimental Investigation of Biodegradable Polymeric Stents Sasan Khalaj Amnieh s khalaj@me iut ac ir Date of Submission January 23 2021 Department of Mechanical Engineering Isfahan University of Technology Isfahan 84156 83111 Iran Degree Ph D Language FarsiSupervisors Peiman mosaddegh mosaddegh@cc iut ac ir Mohammad Mashayekhi phd mashayekhi@yahoo comAbstract Stenting is an effective and safe method for the treatment of cardiovascular disease Most of stents stay in thebody for whole life while investigating the narrowed artery healing period illustrates that there is no need forpermanent stents which results in side effects and serious problems So the biodegradable stents have attractedthe attention of researchers and scientists to treat the vascular obstruction The aim of this study is experimentalinvestigation of poly lactic acid biodegradable stents and predicting their response after deployment using a properconstitutive model In this case the PLA fibers and stents were fabricated to conduct the necessary mechanicaltests Moreover a bioreactor was designed and manufactured to study the PLA behavior in a body likeenvironment Using bioreactor the mechanical and biological conditions were provided to investigate thedegradation behavior and properties changes of PLA samples Via a laboratory scale designed bioreactor the PLAfibers degradation was evaluated to calibrate the material parameters and verify the simulation method Inaddition the stents degradation behavior in artery was studied by modeling and finite element simulation Thesimulation of stents with various designs helped to study the influence of geometrical parameters on degradationrate The experimental results demonstrated the PLA viscoelastic behavior and the effects of time and deformationon degradation Moreover the degradation morphological study using microscopic images demonstrated thedegradation and erosion trend The experimental results showed that the PLA yield strength and elastic modulusdecreased from 63 MPa to 31 MPa and from 2 6 MPa to 1 8 MPa respectively GPC results indicate the molecularweight decreases from 196000 to 80000 due to degradation while DSC analysis confirmed that the degradationpromote an increase in PLA degree of crystallinity In addition TGA results show that the PLA thermal stabilitydecreases during degradation The simulation results on the stents degradation illustrated the effect of geometricalparameters on the radial strength degradation rate and fracture risk Simulation results demonstrated that thegeometrical parameters i e number of struts curves radius and stent cells shape strongly affect the degradationbehavior The results indicated that the smooth design leads to uniform degradation in the whole stent anddecreases the danger of stent fragments separation Based on the simulation results it was proved that the stentdesign could reduce the degradation rate to half and help to fulfill the need for proper implant This study providesuseful information on PLA properties during degradation to assess the material in context of degradable stents Keywords Stent Poly lactic acid Biodegradation Bioreactor Damage mechanic
استاد راهنما :
پيمان مصدق، محمد مشايخي
استاد مشاور :
مهشيد خرازيها، محمد‌‌هاشمي
استاد داور :
اميرحسين بهروش، نضال صراف زادگان، محمدرضا فروزان، مهدي كاروان
