Promotor: |
|
dr hab.inż. Jacek Szumbarski, prof. PW |
|
Promotor pomocniczy: |
|
|
|
Recenzenci: |
|
doc.dr hab. Jacek Waniewski - Instytut Biocybernetyki i Inżynierii Biomedycznej PAN prof.dr hab.inż. Andrzej Styczek - PW |
|
Dziedzina: |
|
Dyscyplina: |
|
Streszczenie:
Jedną z popularnych metod leczenia arteriosklerozy jest angioplastyka i implantacja stentów (na świecie wykonuje się około l mln takich interwencji rocznie). Niestety wokoło 20-30% przypadków wprowadzeniu stentu towarzyszy powikłanie polegające na przeroście śródbłonka, a w konsekwencji powtórne przewężenie naczynia. Zjawisko to zwane jest restenozą i następuje zazwyczaj w okresie 3-6 miesięcy po implantacji stentu. Restenoza jest zjawiskiem złożonym i nie do końca poznanym, wiadomo jednak, że czynniki jej sprzyjające to:
Podstawowym celem pracy było opracowanie modelu numerycznego umożliwiającego przeprowadzenie symulacji komputerowej procesu patologicznego rozrostu komórek wyściełających ścianę naczynia wieńcowego z wszczepionym stentem. W modelu tym uwzględniono jedynie czynniki przepływowe, tj. przyjęto, że głównym (w modelu - de facto jedynym) stymulatorem wzrostu komórek śródbłonka są niskie (poniżej 1,5 Pa) wartości naprężeń stycznych na powierzchni ściany naczynia.
Opracowano procedurę symulacyjną bazującą na wykorzystaniu pakietu do obliczeń przepływowych Fluent.
Skonstruowano realistyczny model geometryczny naczynia wieńcowego z wszczepionym stentem. W pierwszym etapie badań określono odpowiednią gęstość siatki obliczeniowej, a także upewniono się co do stosowalności modelu cieczy newtonowskiej. Następnie zaproponowano i przetestowano dwa sposoby powiązania wielkości przyrostu grubości warstwy śródbłonka ze zmiennym w czasie rozkładem powierzchniowym naprężeń stycznych. Skuteczny obliczeniowo okazał się model oparty na powiązaniu zmian grubości z uśrednionymi w czasie rozkładami naprężeń na ścianie naczynia wieńcowego. Przy użyciu tego modelu przeprowadzono symulację rozwoju restenozy na odcinku naczynia wieńcowego ukształtowanym tak, aby symulował obecność wszczepionego stentu. Uzyskano realistyczny obraz zwężenia naczynia w wyniku wtórnego wzrostu grubości tkanki wyściełającej. Wykonano również obliczenie rozkładu pola intensywności ścinania w przepływie przez zwężone naczynie, określając położenie rejonów, w których intensywność ścinania osiąga wartości odpowiadające progowi aktywacji płytek krwi, tj. inicjuje proces krzepnięcia. Wyniki te wskazują na to, że postępującemu procesowi rozwoju restenozy może w zaawansowanej fazie towarzyszyć również zjawisko powstawania skrzeplin.