مطالعه اجزاء محدود تأثير منعطف بودن بخشي از ميله فنر بر پارامترهاي هموديناميكي مؤثر برخطر گرفتگي مجدد در محل كاشت فنر رگ كرونري

A finite element study on the effect of the partial flexibility of the stent strut on hemodynamic parameters affecting the restenosis risk in the coronary stent deployment site

اصلي‎ترين روش براي درمان بيماري گرفتگي عروق كرونري كاشت فنر در ناحيه تنگ شده رگ مي‌باشد. اين روش درمان با وجود مزاياي بسيار ممكن است به دليل وقوع گرفتگي مجدد در محل فنرگذاري، موفقيت مورد نظر را در پي نداشته باشد. مشاهدات نشان داده‎اند قرارگيري فنر در داخل رگ سبب تغيير در پارامترهاي هموديناميكي بويژه تنش برشي ديواره و اندازه گردابه‎ها گرديده و شرايط را براي آغاز گرفتگي مجدد در محل فنر مساعد مي‎سازد. با توجه به اين مسأله، در اين مقاله تأثير برخي پارامترهاي هندسي مانند شكل و ابعاد ميله فنر بر توزيع تنش برشي ديواره و اندازه گردابه ها مورد بررسي قرار گرفته است. علاوه بر اين، جهت كاهش ريسك رخداد گرفتگي مجدد، استفاده از فنري كه قسمتي از سطح مقطع آن انعطاف‎پذير است پيشنهاد شده و تأثير سفتي اين قسمت انعطاف پذير مورد بررسي قرار گرفته است. به اين منظور تعامل بين جريان خون و قسمت انعطاف پذير ميله با روش لاگرانژي اويلري اختياري در چارچوب روش اجزاء محدود شبيه سازي شده است. نتايج حاصل نشان دادند انعطاف پذير بودن قسمتي از سطح مقطع در فنرهايي با ميله دايره‎اي با كاهش مقدار ماكزيمم تنش برشي و نيز كم كردن قابل توجه اندازه گردابه‎ها مي‎تواند در كم كردن خطر وقوع گرفتگي مجدد مؤثر باشد. اما اين امر در فنرهايي با ميله مستطيلي نه تنها مقدار ماكزيمم تنش برشي را اندكي زياد مي‎كند بلكه با افزايش چشمگير اندازه گردابه‎ها ممكن است منجر به افزايش ريسك وقوع گرفتگي مجدد گردد.

Stenting is considered to be the favoured tool for therapy of coronary stenosis disease. However, despite the many advantages of this treatment strategy, its outcome may be undermined by the restenosis occurrence in the stent deployment site. Observations have shown that stent deployment in the artery alters the hemodynamic parameters such as wall shear stress and vortices size and prepares the conditions for instent restenosis development. Considering this fact, in this paper, the effect of some geometrical parameters such as the shape and the size of the stent strut on the wall shear stress distribution and vortices size is investigated. Furthermore, employment of a stent with partial flexible strut is suggested to decrease the restenosis risk, and the effect of the flexible part stiffness is explored. For this purpose, the interaction between the blood flow and the flexible part is simulated by arbitrary LagrangianEulerian approach in the framework of the finite element method. The results indicate that in stents with circular strut, the partial flexibility of the crosssection can be effective in reducing the restenosis risk by lowering the maximum value of the wall shear stress and considerably decreasing the vortices size. On the other hand, in stents with rectangular struts, it not only does not decrease the shear stress maximum value but also significantly increases the vortices size and may lead to increase of the restenosis risk.