2006 Fiscal Year Annual Research Report
純チタンの微視的組織変化を考慮したマイクロステントの変形解析
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17560057
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| Research Institution | HOKKAIDO UNIVERSITY |
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Principal Investigator |
佐々木 克彦 北海道大学, 大学院工学研究科, 助教授 (90215715)
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| Keywords | ステント / SUS316 / チタン / 生体材料 / 表面性状 / 構造解析 / クリープ / 構成式 |
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| Research Abstract |
1.平成17年度に行った純チタンおよびSUS316材の基本的な力学特性実験結果を導入したステント変形解析を以下の要領で行った。
(1)2種類のステント、すなわち一般的に使用されるPalmaz-Schatzステントと変形能を考慮したV字型ステントについての変形解析を行った。
(2)解析は3次元有限要素解析により行い、その際平成17年度の実験より得た応力-ひずみ関係をVoceの硬化則で近似して有限要素解析に使用した。
(3)網目状の筒から成るステントは代表的な構造が周期的に配列してなっている。このことから、構造の周期性を考慮すれば代表的な小さな構造だけを解析することで、ステント全体の変形を知ることができる。そこで、構造の周期性を有限要素解析に取り入れた簡便で効率の良い計算手法を開発した。開発した計算手法はステントの全体モデルによる解析と比較し、十分信頼のある結果を得られることを確認した。
(4)解析によりバルーンの内圧と変形の関係を得ることができた。これにより、純チタン製のステントはスプリングバック量が大きいためその変形を制御することがSUS316製のステントに比べて困難なことが明らかになった。
2.上記解析に平成17年度に定式化したチタン材とSUS316材の変形と表面粗さの関係を導入した。この結果、変形後のステントの表面粗さ分布が明らかになった。また、純チタン製のステントはSUS316製のステントより表面が粗くなることから、このことが純チタンをステント、特にマイクロステントに利用する際の考慮すべき点との結論を得た。
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