3D biodegradable polymer constructs : an analysis with CAD Software
| Autor: | Felix Lopez, Maria Alejandra Guadalupe |
|---|---|
| Přispěvatelé: | Universitat Politècnica de Catalunya. Departament de Ciència i Enginyeria de Materials, Grup de recerca en Biomaterials, Biomecànica i Enginyeria de Teixits (BBT), Pegueroles Neyra, Marta |
| Jazyk: | angličtina |
| Rok vydání: | 2023 |
| Předmět: |
Biopolímers -- Proves -- Simulació per ordinador
expansió stents de polímeros biodegradables gruix de fil finite element analysis compresión mechanical properties Biopolymers -- Medical applications PLLA expansion biodegradable polymer stents expansión Enginyeria dels materials::Assaig de materials [Àrees temàtiques de la UPC] PLCL crimpat Enginyeria biomèdica::Biomaterials::Polímers en medicina [Àrees temàtiques de la UPC] propiedades mecánicas Biopolímers -- Aplicacions a la medicina SOLIDWORKS crimping compressió Stents (Surgery) -- Design and construction -- Mathematical models anàlisi d'elements finits propietats mecàniques compression Biopolymers -- Testing -- Computer simulation stents de polímers biodegradables strut thickness Three-dimensional printing -- Materials -- Mechanical properties crimpado Impressió 3D -- Materials -- Propietats mecàniques espesor de hilo Pròtesis de Stent -- Disseny i construcció -- Models matemàtics análisis de elementos finitos |
| Popis: | Nowadays, one of the main death causes in the world is coronary heart disease. This disease narrows the blood flow forming a plaque of cholesterol and fats in artery, known as atherosclerosis. The impact around the world of the disease lead to research into a solution. A very popular treatment is an angioplasty where a coronary stent is implanted to restore the blood flow. First generation stents, bare-metal stent, are permanently in the body and after a while could lead to a thrombosis. The third-generation stent, bioresorbable stent, after repairing the occlusion over time will degrade bi its own, avoiding later complications in the patient while giving the artery the mechanical support as the other generations to prevent a reocclusion. The bioresorbale stents are a game changer as medical treatment for coronary heart disease but it is still needed more research and analysis of the mechanical properties offered by this type of stents. As an advancement in this research, this project works with 3D biodegradable polymer stents. The biodegradable polymer studied were poly-L-lactic acid (PLLA) and poly(L-lactic-co-ε- caprolactone) (PLCL) with three different designs with strut thickness of 90 μm, 130 μm, and 150 μm. To work with the designs was used the CAD software SOLIDWORKS and for the analysis of the mechanical properties was used SOLIDWORKS Simulation. The simulations of this software are based on finite element analysis. The stent designs were studied through a compression tests and crimping and expansion test. Compression test showed where are ubicated the highest stresses, strains, and displacements for each design; being the stent with more peaks shown a better behaviour throughout the tests. In addition, the crimping and expansion tests showed the stent design with lower strut thickness result as a better expansion Hoy en día, una de las principales causas de muerte en el mundo es la enfermedad coronaria. Esta enfermedad estrecha el flujo sanguíneo formando una placa de colesterol y grasas en las arterias, conocida como aterosclerosis. El impacto de la enfermedad en todo el mundo llevó a la investigación de una solución. Un tratamiento muy popular es una angioplastia donde se implanta un stent coronario para restaurar el flujo sanguíneo. Los stents de primera generación, stent metálico, están permanentemente en el cuerpo y después de un tiempo pueden provocar una trombosis. El stent de tercera generación, el stent bioabsorbible, después de reparar la oclusión con el tiempo se degradará por sí solo, evitando complicaciones posteriores en el paciente al mismo tiempo que le da a la arteria el soporte mecánico como las otras generaciones para evitar una reoclusión. Los stents bioabsorbibles son un cambio de panorama en el tratamiento médico para la enfermedad coronaria, pero aún se necesita más investigación y análisis de las propiedades mecánicas que ofrece este tipo de stents. Como avance en esta investigación, este proyecto trabaja con stents de polímeros biodegradables en 3D. Los polímeros biodegradables estudiados fueron ácido poli-L-ácido láctico (PLLA) y poli(L-láctico-co-ε-caprolactona) (PLCL) con tres diseños diferentes con espesores de hilo de 90 μm, 130 μm y 150 μm. Para trabajar con los diseños se utilizó el software CAD SOLIDWORKS y para el análisis de las propiedades mecánicas se utilizó SOLIDWORKS Simulation. Las simulaciones de este software están basadas en análisis de elementos finitos. Los diseños de los stents fueron estudiados mediante pruebas de compresión y crimpado y expansión. La prueba de compresión mostró dónde se ubican los mayores esfuerzos, deformaciones y desplazamientos para cada diseño; siendo el stent con más picos el que mejor se comportó a lo largo de las pruebas. Además, las pruebas de crimpado y expansión mostraron que el diseño del stent con menor grosor de hilo resultó en una mejor expansión Avui en dia una de les principals causes de mort en el món és la malaltia coronària. Aquesta malaltia estreta del fluxe sanguini formant una placa de colesterol i greixos a les artèries, coneguda com a arterioesclerosi. L’impacte de la malaltia en tot el món va dur a terme una investigació d’una solució. Un tractament molt popular és una angioplàstia on s’implanta un stent coronari per restaurar el fluxe sanguini. Els stents de primera generació, stent metàl·lic, estan permanentment en el cos i després d’un temps poden provocar una trombosi. El stent de tercera generació, el stent bioabsorbible, després de reparar la oclusió amb el temps es degradarà per sí sol, evitant complicacions posteriors en el pacient al mateix temps que li dóna a l’artèria el suport mecànic com les altres generacions per evitar una reoclusió. Els stents bioabsorbibles són un canvi de panorama en el tractament mèdic per la malaltia coronària però encara es necessiten més investigacions i anàlisis de les propietats mecàniques que ofereix aquest tipus de stents. A mesura que vagi evolucionant aquesta investigació aquest projecte treballa amb temps de polímers biodegradables en 3D. Els polímers biodegradables estudiats van ser àcid poli-L- àcid làctic (PLLA) i poli(L-làctic-co-ε--caprolactona (PLCL) amb tres dissenys diferents amb gruixos de fil de 90 μm 130 μm i 150 μm. Per treballar amb els dissenys es va fer servir el CAD SOLIDWORKS i per l’anàlisi de les propietats mecàniques es va fer servir SOLIDWORKS Simulation. Les simulacions d’aquest software estan basades en l’anàlisi d’elements finits. Els dissenys dels stents van ser estudiats mitjançant proves de comprensió i crimpat i expansió. La prova de comprensió va mostrar on s’ubicaven els majors esforços, deformacions i desplaçaments per cada disseny; sent el stent amb més pics el que millor es va comportar al llarg de les proves. A més, les proves de grimpat i expansió van mostrar que el disseny del stent amb menor gruix de fil va resultar en una millor expansió |
| Databáze: | OpenAIRE |
| Externí odkaz: |
|