رفتن به محتوای اصلی
x
بهبود عملكرد لولا در دریچه های دوبرگه ای مكانیكی قلب با استفاده از مواد هوشمند
تاریخ دفاع
استاد

سيدحميدرضا ميردامادي

دانشکده
مهندسی مكانیك

سالانه حدود 300000 جایگزینی دریچه‌ی قلب در جهان انجام می‌شود که بیش از 50? آن‌ها دریچه‌های مکانیکی هستند. در میان دریچه‌های مکانیکی، دریچه‌ی دو برگچه‌ای با سازگاری فیزیولوژیکی بالاتر و ماندگاری بیشتر، حدود 60? از دریچه‌های جایگزین را در برمی‌گیرد، اما به دلیل پیدایش جریان‌های غیر فیزیولوژیک‌ گذرنده از دریچه، جایگزینی این دریچه‌ها باید با مصرف داروهای پیشگیری از انعقاد خون همراه باشد. بر پایه‌ی پژوهش‌های انجام‌شده، با رخداد جریان‌های پیچیده و راکد گرداگرد دریچه، ناحیه‌ی لولا در این دریچه‌ها   از جاهای مستعد برای شروع آمبولی و لختگی خون به شمار می‌رود. در این مطالعه، تلاش می‌گردد که به کمک مواد هوشمند سازگار با بدن انسان برای جایگزینی لولا، به بهبود کارکرد این دریچه‌ها کمک شود. برای چرخش دریچه به دور لولا، از ویژگی سوپر الاستیک ماده‌ی هوشمند ماده حافظه شکلی SMA)) بهره گرفته می‌شود. برگچه‌ها از هندسه‌ی نیم‌دایره‌ی کامل موجود در دریچه‌های دو برگچه‌ای متداول بیرون می‌آید و محور دوران برگچه‌ها از وسط رینگ دربرگیرنده‌ی دریچه به کناره‌های رینگ منتقل می‌شود. ماده‌ی یادآور شکل، جایگزین لولا می‌شود و دوران برگچه‌ها را فراهم می‌کند. هندسه‌ی این دریچه‌ی پیشنهادی، با عنوانSMA bileaflet   در نرم‌افزار SolidWorks طراحی‌ شده است. به‌منظور بررسی عملکرد همودینامیکی دریچه جدید و همچنین برآوردی از نیروی وارد به برگچه، یک حل دوبعدی به‌صورت برهم‌کنش سازه و سیال روی دریچه در محیط ساده‌شده‌ی آئورت انجام‌شده است. بیشینه فشار وارد بر برگچه مبنای طراحی میزان باز شدن دریچه تا زاویه‌ی 90 درجه قرار می‌گیرد. با اعمال نیرو به مرکز فشار برگ چه و فرض صلب بودن آن در قیاس با ویژگی سوپر الاستیک لولای یادآور شکل، این لولا با شرایط مرزی تیر یکسر گیردار، با یکسر گیر‌دار به بدنه‌ی محفظه و چرخش 90 درجه‌ای برگچه‌ها برای گذر خون از بطن به آئورت و بدون حرکت عرضی در سمت برگچه در نظر گرفته می‌شود. با یک برآورد دستی مشخص شد که در این محدوده از تنش، المان یادآور شکل، ازنظر رفتار مادی در محدوده‌ی الاستیک باقی می‌ماند، ولی فرض تغییر شکل‌های کوچک نقض می‌گردد و چرخش‌ها و کرنش‌های بزرگ، باعث رفتار غیر‌خطی هندسی تیر لولا می‌شود. این تیر به کمک المان‌های محدود دوبعدی چهار گرهی و بر پایه‌ی فرمول‌بندی لاگرانژین کامل تحلیل گردیده و از این راه طراحی المان یادآور بر پایه‌ی مطالعه‌ی پارامتری پی گیری شده است. کلید واژگان:

دریچه قلب ، دریچه مکانیکی ، همودینامیک ، آمبولی خون ، برهم‌کنش سازه و سیال، دینامیک مش، مواد هوشمند ، ماده SMA، غیرخطی هندسی

تحت نظارت وف ایرانی