在TAVR支架设计的in silico疲劳优化,在一个跳动的心脏模型中具有生理运动
Kyle Baylous1, Ryan Helbock1, Brandon Kovarovic1
1Department of Biomedical Engineering, Stony Brook University, Health Sciences Center, Stony Brook, NY 11794-8084, USA.
Computer methods and programs in biomedicine
|November 5, 2023
概括
这项研究使用跳动的心脏模型来分析跨导管大动脉置换 (TAVR) 支架的耐用性. 结果表明,目前的TAVR支架设计可能低估了疲劳失败,突出了年轻患者潜在的长期并发症.
科学领域:
- 生物医学工程 生物医学工程
- 心血管研究研究心血管研究
- 材料科学 材料科学 材料科学
背景情况:
- 通过导管的大动脉置换 (TAVR) 越来越多地用于年轻,风险较低的患者,需要提高设备的耐用性.
- 目前用于TAVR支架的体外疲劳测试方法无法复制跳动心脏的动态负载条件.
研究的目的:
- 在跳动的心脏模型中对TAVR设备进行现实的in silico支架疲劳分析.
- 为了评估动态,不均负载对TAVR支架疲劳阻力的影响.
主要方法:
- 模拟虚拟TAVR部署使用SIMULIA活心人体模型.
- 分析了使用有限元分析的尼丁醇支架 (CoreValve,Evolut R) 和PolyV-2支架的支架变形和耐疲劳性.
- 将控制支架的疲劳性能与具有修改支架宽度的模型进行比较.
主要成果:
- 缩小支架宽度的支架经历了较高的应变值,这是由于对心肌的辐射力减少.
- 所有模拟支架中的元素都超过了疲劳失效值.
- 由于优化了支架,PolyV-2支架表现出优越的疲劳耐受性,减少了关节关键区域的应变.
结论:
- 在一个跳动的心脏模型中的in silico分析提供了比传统方法更准确的TAVR支架疲劳评估.
- 现有的公式可能会低估体内菌株幅度,可能导致器件过早失效.
- 这些发现凸显了改善TAVR支架设计的必要性,以确保老龄化患者群体的长期耐用性.
