Μελέτη των μηχανικών ιδιοτήτων των stents που χρησιμοποιούνται

Abstract

Στην παρούσα διπλωματική εργασία μελετήθηκε η επιφανειακή δομή των δύο stents της εταιρίας ev3 μέσω ηλεκτρονικής μικροσκοπίας σάρωσης και μετρήθηκε η μηχανική αντοχή του ενός δοκιμίου σε πείραμα μονοαξονικού εφελκυσμού. Στο πρώτο κεφάλαιο γίνεται μια εισαγωγή στο πρόβλημα της αθηροσκλήρωσης και περιγράφεται ο σκοπός της επεμβατικής μεθόδου της τοποθέτησης stent. Στο δεύτερο κεφάλαιο συνοψίζονται οι βασικοί τύποι stent όπου η κατάταξη γίνεται βάσει υλικού, γεωμετρίας καθώς και δευτερευόντων χαρακτηριστικών. Στο τρίτο κεφάλαιο, παρουσιάζονται οι απεικονίσεις των δύο stents κατά την ηλεκτρονική μικροσκοπία σάρωσης και περιγράφεται η διαδικασία που ακολουθήθηκε προκειμένου να μετρηθεί η αντοχή του δοκιμίου στο πείραμα του μονοαξονικού εφελκυσμού. Συγκεκριμένα, μελετήσαμε την επιφανειακή υφή καθώς και το υλικό κατασκευής των δύο stents με την βοήθεια ηλεκτρονικού μικροσκοπίου σάρωσης προκειμένου να βγάλουμε χρήσιμα συμπεράσματα για τη δομή καθώς και την σύστασή τους. Οι συγκεκριμένες απεικονίσεις διενεργήθηκαν στο Ινστιτούτο Επιστήμης Υλικών του Ε.Κ.Ε.Φ.Ε. “Δημόκριτος” και αποτελούν ένα από τα βασικά τμήματα αυτής της εργασίας, αφού μας προσέφεραν σημαντικά στοιχεία για την επιφανειακή συνοχή των stents που είχαμε στη διάθεση μας. Το πείραμα μονοαξονικού εφελκυσμού έγινε στο εργαστήριο Αντοχής Υλικών του ΕΜΠ και σκοπό είχε την μελέτη της εφελκυστικής συμπεριφοράς του stent Visi-Pro. Επιμηκύνοντας το stent με έναν συγκεκριμένο ρυθμό, καταγράφαμε την δύναμη που ασκούνταν σε αυτό, κάτι που θα μας βοηθήσει στην ανάλυση της μηχανικής αντοχής του δοκιμίου μας. Στο τέταρτο κεφάλαιο συνοψίζονται τα βασικά συμπεράσματα που προέκυψαν από την ανάλυση των πειραματικών δεδομένων. Αυτά αφορούν τα πιο σημαντικά στοιχεία τα οποία παρατηρήθηκαν κατά τις απεικονίσεις με το ηλεκτρονικό μικροσκόπιο καθώς και σχόλια για την συμπεριφορά του stent κατά την επιμήκυνση του. 1

In this thesis, we investigated the surface integrity of two stents of the company ev3 via scanning electron microscopy, and measured the mechanical strength of one of the specimens in uniaxial tensile testing. The first chapter contains an introduction to the problem of atherosclerosis and describes the purpose of the method of interventional stent placement. The second chapter summarises the main types of stents available, in which classifications are made according to stent material, geometry and secondary features. The third chapter, in which the experimental results are presented, illustrates the high resolution pictures that were obtained via scanning electron microscopy and describes the experimental setup for the uniaxial tensile test. Specifically, we studied the surface integrity and the material properties of the two stents through the use of a scanning electron microscope, in order to extract valuable conclusions about their structure and their chemical composition. The aforementioned depictions took place at the Materials Science Institute at N.C.S.R. 'Demokritos', and constitute an important part of this thesis since they provided us with valuble information about the surface integrity of the two specimens. The uniaxial tensile test took place in the Materials Strength laboratory at NTUA and was conducted in order to facilitate the study of the tensile behaviour of the Visi-Pro stent. We imposed an elongation of a specified rate on the stent and recorded the force that was exercised upon it, a test that is very helpful towards our goal of evaluating the tensile strength of our specimen. The fourth chapter summarises the main conclusions drawn from the analysis of the experimental data. These conclusions include the most important features that were observed during the depictions obtained with the electron microscope, as well as comments regarding the tensile behaviour of our stent, during the tensile strength testing. 2