Исследование ученых Пермского Политеха позволит снизить риск операций на сердце

Коронарные стенты, изготовленные из металлических сплавов, используются для расширения закупоренных кровеносных сосудов и поддержания достаточного кровотока в организме человека. Деформация и разрушение установленного стента может привести к разрыву аорты, а это, в свою очередь, к смерти. Чтобы снизить риск столь необходимой процедуры, ученые Пермского Политеха провели моделирование деформации стента, которое позволило определить наименее прочные места в конструкции и причины разрывов. Исследование выполнено в рамках реализации программы академического стратегического лидерства «Приоритет-2030», а его результаты вносят вклад в обеспечение технологического суверенитета России в области биоматериалов и биоустройств.

Статья опубликована в журнале «Materials», входящем в первый квартиль Q1 наиболее цитируемых журналов международной базы Web of Science.

— Прочность медицинских стентов определяется структурой их материала. Для изготовления баллонно-расширяемых стентов – самых доступных и потому популярных – как правило, используются нержавеющая сталь или сплавы на основе кобальта и хрома. Натурные исследования структуры металла затруднительны. Поэтому, чтобы контролировать свойства изделий, нами была разработана точная математическая модель, описывающая внутреннюю структуру материала – нержавеющей стали 316L, — поясняет младший научный сотрудник лаборатории многоуровневого моделирования конструкционных и функциональных материалов, ассистент кафедры «Математическое моделирование систем и процессов» Роман Герасимов.

Коронарный стент вводится в сосуд пациента с помощью баллонного катетера. При достижении места закупорки баллон раздувается и вдавливает стент в стенку артерии, удерживая достигнутое при раздувании баллона увеличение просвета. При этом стент неизбежно деформируется, что может впоследствии привести к его разрушению и повреждению сосуда. Подобные повреждения стентов случаются, по разным данным, в 1-18% случаев.

— Часто стенты, расширяемые баллоном, неравномерно деформируются во время установки. Это может привести к их повреждению вплоть до разрушения или излома. Моделирование процесса деформации позволило нам определить самые уязвимые места конструкции, — рассказывает проректор по приоритетным проектам, доцент кафедры «Математическое моделирование систем и процессов», кандидат физико-математических наук Павел Волегов.

Разработанная математическая модель включает два уровня исследования. На макроуровне рассматривается деформация проволоки из стали, а на мезоуровне – ее составляющие, то есть зерна металла. Благодаря этому модель учитывает особенности межзеренных границ, которые, создавая искажения кристаллической решетки, во многом определяют деформацию стента. Также на нее влияет размер зерен металла, их взаимное расположение и направление прикладываемых усилий.

Полученные данные позволили ученым выявить наиболее опасные режимы деформации, существенно влияющие на размещение биомедицинских стентов. В перспективе они позволят проводить операции по расширению закупоренных сосудов без риска для пациента.

---

Автомобилистов предупреждают о возможном перекрытии на проспекте Ленина в Екатеринбурге 2 декабря

Вторник, 26 ноября, 15.10

Росреестр разъясняет жителям Прикамья, как оформить хозяйственные постройки по новым правилам

Вторник, 26 ноября, 15.05

Ученые Пермского политеха разработали новый метод расчета несущей способности строительных свай

Вторник, 26 ноября, 15.03

Еще новости >>>