Virtuelle Simulation des Verformungsverhaltens von NiTi-Stents in der minimalinvasiven Gefäßtherapie

Kardiovaskuläre Erkrankungen sind in den westlichen Ländern heutzutage die Haupttodesursache. Es gibt verschiedene Behandlungsmethoden für solche Pathologien, aber der zukunftsweisende Trend ist die perkutane minimalinvasive Therapie. Hierbei werden Hightech Endoprothesen über einen endoluminalen Pfad in den pathologischen Bereich eingebracht. Mit einer der bekanntesten Familie solcher Implantate sind Gefäßstützen, oder auch Stents genannt. Sie sind durch ihre komplexe Geometrie und der nicht-trivialen Materialeigenschaften gekennzeichnet. Der sichere Einsatz dieser Stents bedarf einer kontinuierlichen technologischen Verbesserung im Hinblick auf Material, Design und Einsatzbedingungen, um eine sichere Implantation, eine effiziente Medikamentenfreisetzung und ein optimales Langzeitverhalten zu erreichen. Zudem erfährt das Konzept der prädiktiven Medizin, d.h. die Vorhersage von alternativen Behandlungsmethoden am individuellen Patienten, einen immer größer werdenden Stellenwert, was nicht ohne robuste und kosteneffiziente Simulationsmethoden möglich ist.
Mit diesem Projekt soll ein Beitrag zur effizienten Simulation des Verformungsverhaltens von Carotis-Stents in der Halsschlagader geleistet werden. Langfristiges Ziel ist die Echtzeit-Simulation des Stentverhaltens während der synchronen Operation am Menschen, so dass verschiedene Vorgänge kurz vor der realen Platzierung virtuell erprobt und bezüglich des individuellen Patienten optimal durchgeführt werden können.

Virtual simulation of the deformation behaviour of NiTi stents in minimally invasive vasular therapy

Cardiovascular diseases are the main cause of death in Western countries today. There are various treatment methods for such pathologies, but the trend of the future is percutaneous minimally invasive therapy. Here, high-tech endoprostheses are inserted into the pathological area via an endoluminal path. One of the best-known families of such implants are vascular stents. They are characterized by their complex geometry and non-trivial material properties. The safe use of these stents requires continuous technological improvement in terms of material, design and operating conditions in order to achieve safe implantation, efficient drug release and optimal long-term behavior. In addition, the concept of predictive medicine, i.e. the prediction of alternative treatment methods for individual patients, is becoming increasingly important, which is not possible without robust and cost-efficient simulation methods.
This project aims to contribute to the efficient simulation of the deformation behavior of carotid stents in the carotid artery. The long-term goal is the real-time simulation of stent behavior during synchronous surgery on humans, so that various processes can be tested virtually shortly before real placement and optimally performed with regard to the individual patient.