Σχεδιασμός και ανάλυση μηχανικής συμπεριφοράς ιατρικού στεντ τρισδιάστατης εκτύπωσης

Abstract

Η παρούσα διπλωματική εργασία εστιάζει στον σχεδιασμό, την ανάλυση και την πειραματική αξιολόγηση ενός καινοτόμου ιατρικού στεντ από αυξητικό μεταϋλικό. Βασικός στόχος είναι η ανάπτυξη μιας δομής που να παρουσιάζει δυναμική αύξηση της διατομής της ως απόκριση σε εφαρμοζόμενο μηχανικό φορτίο, ένα χαρακτηριστικό που μπορεί δυνητικά να βελτιώσει σημαντικά την αποτελεσματικότητα των αγγειακών επεμβάσεων. Η ανάπτυξη του θέματος πραγματοποιείται σε επτά κεφάλαια. Στο πρώτο κεφάλαιο εισάγει τον αναγνώστη στο θεματικό πεδίο, παρουσιάζοντας την κριτική σημασία των στεντ στη σύγχρονη ιατρική και τα κλινικά προβλήματα που αντιμετωπίζουν, όπως η επαναστένωση. Εδώ διατυπώνεται με σαφήνεια το ερευνητικό κενό και ο κύριος στόχος της εργασίας: η δημιουργία ενός βελτιωμένου στεντ με δυνατότητα ελεγχόμενης διαστολής. Στο δεύτερο κεφάλαιο περιγράφονται οι θεωρητικές βάσεις που απαιτούνται για την κατανόηση της έρευνας. Αναλύεται η έννοια των μεταϋλικών και τη σχέση τους με τις μηχανικές ιδιότητες, εξετάζονται οι βασικές αρχές λειτουργίας και οι βιομηχανικοί περιορισμοί των στεντ τέλος παρουσιάζεται η μεθοδολογία της προσομοίωσης με πεπερασμένα στοιχεία ως κύριο εργαλείο ανάλυσης. Στο τρίτο κεφάλαιο αφηγείται τη διαδικασία δημιουργίας του προτεινόμενου στεντ. Περιγράφει λεπτομερώς τη γεωμετρία της σωληνωτής δικτυωτής δομής, συμπεριλαμβανομένου του συγκεκριμένου μοτίβου ζιγκ ζαγκ, τις ακριβείς διαστάσεις και την επιλογή του υλικού κατασκευής (Ανοξείδωτος Χάλυβας 316L), αιτιολογώντας την επιλογή αυτή με βάση τις βιοσυμβατές και μηχανικές του ιδιότητες. Στο τέταρτο κεφάλαιο πραγματοποιείται η υπολογιστική διερεύνηση της μηχανικής συμπεριφοράς. Ορίζονται οι παράμετροι της προσομοίωσης (συνθήκες φόρτισης, όρια) και παρουσιάζονται τα αποτελέσματα. Αναλύεται η εφελκυστική απόκριση της δομής, το φαινόμενο της περιστροφής και της αύξησης της διατομής, καθώς και η κατανομή των τάσεων και παραμορφώσεων, εντοπίζοντας τις κρίσιμες περιοχές. Στο πέμπτο κεφάλαιο παρουσιάζονται τα αποτελέσματα της μελέτης και οι περιορισμοί της μελέτης. Τέλος, στο έκτο κεφάλαιο παρατίθενται συνοπτικά τα βασικά συμπεράσματα της έρευνας, επιβεβαιώνοντας ή όχι τους αρχικούς στόχους.