ニチノールステント留置のための末梢動脈の機械的環境の結果

末梢動脈でのステントの使用は、冠動脈ほど成功しておらず、再狭窄とステント骨折が一般的である。正常な関節の屈曲は、動脈にさまざまな力を誘導し、ステント留置の結果に不明な影響を及ぼします。この研究の目的は、ステント移植後の容器の曲げと圧縮の生理学的レベルがステント応力の大きさ、したがって疲労骨折のリスクにどのように影響するかを決定することです。さらに目的は、この機械的環境がステンレス鋼またはニチノールステントのいずれかの移植後の動脈応力にどのように影響するかを比較することです。この目的のために、末梢動脈に配備されたニチノールとステンレス鋼の両方のステントのモデルが作成され、適切な荷重条件が適用されました。高レベルの曲げと圧縮では、ニチノールステントの疲労障害のひずみ振幅閾値を超えています。ナチノールステントと比較してステンレス鋼ステントの移植後により高い動脈ストレスが予測される、ステント留置後の動脈に高いストレスを誘発すると曲げが予測されました。曲げと圧縮の両方が、ステント内のひずみ振幅を増加させることによりステント骨折に寄与する可能性があり、支配的な因子は動脈樹の位置に依存します。この研究で調査された特定のステントタイプの場合、モデルの予測は、圧縮が大腿動脈のステント疲労の点で支配的な機械的因子であることを示唆していますが、曲げは膝窩動脈の最も重要な因子です。疲労寿命を延ばし、動脈損傷を減らすために、末梢動脈には位置固有のステント設計が必要です。

The use of stents in peripheral arteries has not been as successful as in coronary arteries, with high rates of restenosis and stent fracture common. Normal joint flexion induces a range of forces on the arteries, which has an unknown effect on the outcomes of stenting. The objective of this study is to determine how physiological levels of vessel bending and compression following stent implantation will influence the magnitude of stent stresses and hence the risks of fatigue fracture. A further objective is to compare how this mechanical environment will influence arterial stresses following implantation of either stainless steel or nitinol stents. To this end, models of both nitinol and stainless steel stents deployed in peripheral arteries were created, with appropriate loading conditions applied. At high levels of bending and compression, the strain amplitude threshold value for fatigue failure is exceeded for nitinol stents. Bending was predicted to induce high stresses in the artery following stenting, with higher arterial stresses predicted following implantation of a stainless steel stent compared to a nitinol stent. Both bending and compression may contribute to stent fracture by increasing the strain amplitude within the stent, with the dominant factor dependant on location within the arterial tree. For the specific stent types investigated in this study, the model predictions suggest that compression is the dominant mechanical factor in terms of stent fatigue in the femoral arteries, whereas bending is the most significant factor in the popliteal artery. To increase fatigue life and reduce arterial injury, location specific stent designs are required for peripheral arteries.