به جمع مشترکان مگیران بپیوندید!

تنها با پرداخت 70 هزارتومان حق اشتراک سالانه به متن مقالات دسترسی داشته باشید و 100 مقاله را بدون هزینه دیگری دریافت کنید.

برای پرداخت حق اشتراک اگر عضو هستید وارد شوید در غیر این صورت حساب کاربری جدید ایجاد کنید

عضویت
جستجوی مقالات مرتبط با کلیدواژه

atherosclerosis

در نشریات گروه مکانیک
تکرار جستجوی کلیدواژه atherosclerosis در نشریات گروه فنی و مهندسی
  • Hossein Tamim *

    The transport of macromolecules, such as low-density lipoproteins (LDLs), and their abnormal accumulation within the arterial wall plays an important role in formation and development of atherosclerosis. In this study, the numerical-analytical solution of the LDL mass transfer in lumen-wall of a 3D curved artery is investigated. The governing equations consist of, continuity, momentum conservation and the LDLs mass transfer equations are solved based on appropriate boundary conditions and the results are obtained in the form of main and secondary flow velocity field contours, shear stress profiles, concentration and penetration rate of the LDLs into the wall. In this investigation, a new model of the arterial wall, named multilayer model, was used. According to the results, because of centrifugal forces and formation of secondary flows, an increase in surface concentration and penetration rate at the inner part was seen compared with outer part. Also, the reduction of Reynolds number and curvature ratio will augment the LDLs accumulation at the arterial wall.

    Keywords: LDL Mass Deposition, Atherosclerosis, Curved Artery, Multilayer Model
  • M.R .Motaghedifar, A. Fakhar *, H. Tabatabaei, M. Mazochi

    In this article, a biomechanical model is presented for dynamic instability behavior of aorta arteries with atherosclerosis conveying pulsating blood including pharmaceutical nanoparticles. Utilizing Mindlin theory of cylindrical shell, the aorta artery is simulated mathematically. The atherosclerosis is assumed symmetric with lipid tissue. The pharmaceutical nanoparticles are subjected to magnetic field for attract to the lipid tissue in artery. Applying energy method and numerical method of differential quadrature (DQ), the final equations are solved for obtaining the dynamic instability region (DIR). The DIR is curve of dynamic blood velocity with respect to artery frequency. The influences of various variables of magnetic field, magnetic nanoparticle’s volume percent, tissue, lipid’s height and length upon dynamic behavior of aorta artery are investigated. Based on the results, the existence of magnetic nanoparticle in the blood enhances the artery frequency and consequently can lead to better heart performance and reduce the risk of heart attack.

    Keywords: Aorta artery, Atherosclerosis, Pulsating blood flow, Pharmaceutical nanoparticles, Numerical Method
  • علی احمدپور*، آرمان خوشنویس

    در پژوهش حاضر، شبیه سازی عددی عبور جریان دایمی خون در مدل دوشاخگی غیرصفحه ای با سه شدت گرفتگی ملایم (%20)، متوسط (%50) و شدید (%80) انجام شده است. در این تحقیق، اثر روان شدگی برشی خون با مدل کریو-یاسودا شبیه سازی و از خواص ویسکوپلاستیک آن صرف نظر شده است. همچنین دو هندسه ی هم مرکز و خارج از مرکز برای گرفتگی در نظر گرفته شده است. نتایج بدست آمده از این مقاله نشان می دهد که لزجت غیرنیوتنی در مقایسه با لزجت نیوتنی، تفاوت های قابل توجهی در خطوط جریان ثانویه داشته و روان شدگی برشی به نحوی در خطوط جریان ثانویه تاثیر گذاشته بطوری که گردابه ها در مقطع میانی گرفتگی و پس از آن یا تشکیل نشده یا اندازه ی کوچک تری داشته اند. همچنین، سرعت محوری در شاخه ی غیرمسطح با افزایش درصد گرفتگی، کاهش یافته و در نهایت، حداکثر تنش برشی دیواره ای با لزجت نیوتنی در قیاس با لزجت غیرنیوتنی، خطای قابل توجهی داشته و مقادیر تخمین زده شده توسط آن در اکثر موارد کمتر از لزجت غیرنیوتنی بوده است. این اختلاف تا %37 برای یک گرفتگی با شدت %80 نیز می رسد. همچنین، تغییرات سرعت و نرخ برش ناشی از عبور گرفتگی، سبب می شود تا مدل سازی لزجت غیرنیوتنی نقش مهمی را در تعیین خطوط جریان و اندازه سرعت ایفا نماید. به علاوه، با افزایش درصد گرفتگی، اثر انحنای رگ که موجب انحراف میدان سرعت به دیواره بیرونی می شود کاهش می یابد.

    کلید واژگان: جریان سیال غیرنیوتنی، دوشاخگی غیرمسطح، گرفتگی موضعی عروق، تنش برشی دیواره، دینامیک سیالات محاسباتی
    Ali Ahmadpour *, Arman Khoshnevis

    In the present study, numerical simulation of the steady blood flow through the carotid artery with a non-planar geometry model and considering mild (20%), moderate (50%), and severe (80%) occlusion was performed. In this research, the shear-thinning behavior of the blood fluid is incorporated by the Carreau–Yasuda model, and the viscoplasticity of blood was ignored. Furthermore, concentric and eccentric geometries were considered for stenosis. By comparing the non-Newtonian and Newtonian viscosity results, significant differences were found in the secondary flow lines. Shear-thinning behavior affects the secondary flow lines so that the vortices are either not formed or are smaller in size in the middle of the stenosis and subsequent sections. Moreover, axial velocity profiles in the non-planar branch decreased by increasing stenosis percentage, and in estimating the maximum wall shear stress, the Newtonian model had a significant error compared to the non-Newtonian one, and the estimated values by the Newtonian model were less than the non-Newtonian in most cases (up to 37% for an 80% stenosis). In addition, variation of velocity and shear rate caused by stenosis reveals the importance of the non-Newtonian model in calculating streamlines and velocity magnitudes. Plus, as the percentage of stenosis increased, the vessel's curvature effect, which causes the velocity field to deviate to the inner wall, decreased.

    Keywords: Non-Newtonian Blood Flow, Non-Planar Bifurcation, Atherosclerosis, Wall Shear Stress, Computational Fluid Dynamics
  • سید محمد نادری، قاسم حیدری نژاد*، محمد صفرزاده

    انتخاب زاویه ی پیوند مناسب برای ایجاد فیستول برای جراحان از اهمیت بالایی برخوردار است؛ بنابراین در این پژوهش سه زاویه ی پیوند 45، 90 و 135 درجه به نمایندگی زوایای حاده و منفرجه، طراحی و در یک سیکل کامل قلبی شبیه سازی و مورد بررسی قرار گرفتند. در این پژوهش، از مدل خون غیر نیوتونی کاریو استفاده شده و جریان تراکم ناپذیر در نظر گرفته شد و در نهایت پس از مدل سازی، پارامترهای مهم همانند TAWSS، OSI، RRT و بیشینه ی افت فشار استخراج شده و در زوایای مختلف مقایسه شدند. پس از بررسی و مقایسه ی بین نتایج مشاهده شد که تنش برشی میانگین و همچنین ناحیه ی درگیر در تنش برشی بالا در زاویه ی پیوند 135 درجه نسبت به دو زاویه ی دیگر کمتر است و احتمال بروز بیماری ترومبوز و زخم در این زاویه کاهش می یابد. از آنجایی که %80 علت ناکارآمد شدن فیستول ناشی از بیماری ترومبوز می باشد؛ بنابراین این زاویه به عنوان زاویه ی مناسب تری برای ایجاد فیستول انتخاب می شود. با توجه به نتایج مربوط به RRT که مناطق مستعد رسوب را نشان می دهد مشخص شد که در هر سه زاویه ی پیوند، شاخه ی سمت راست فیستول و نواحی جدایش جریان مستعد گرفتگی می باشند و احتمال رسوب در پیوند 135 درجه و در زیر محل پیوند نسبت به دو زاویه ی دیگر کاهش می یابد. همچنین این زاویه کمترین افت فشار را بین ورودی اصلی و خروجی فیستول دارد.

    کلید واژگان: همودیالیز، زاویه ی پیوند فیستول، ترمبوز، سیکل ضربانی قلب، گرفتگی
    Seyed Mohamad Naderi, Ghassem Heidarinejad *, Mohamad Safarzadeh

    Selection the appropriate anastomosis angle for the creation of a fistula for surgery is very important. Therefore, in this study, three anastomosis angles of 45, 90 and 135 degrees, representing acute and obtuse angles, are designed and simulated in a complete pulsation cycle. Carreau non-Newtonian blood model is used and the flow is considered as incompressible flow. Finally, after modeling, important parameters such as TAWSS, OSI, RRT and maximum pressure drop are extracted and compared at different angles. After comparing the results, it is observed that the time average wall shear stress and the range of the high shear stress at anastomosis angle of 135 degree is lower than the two other angles and the probability of thrombosis disease in this angle is reduced. 80% of fistula failure is caused by thrombosis disease, therefor this angle is chosen as the most appropriate angle for fistula creation. Based on the results of the RRT in which are shows areas of sediment, it is found that at all three angles of anastomosis, the right branch of the fistula and flow separation sites have probability of sedimentation and it decreases at angle of 135 degree. This angle also has the lowest pressure drop between the main inlet and the fistula outlet.

    Keywords: Hemodialysis, Fistula Anastomosis Angle, Thrombosis, Heart Pulsation Cycle, Atherosclerosis
  • سید محمد نادری، قاسم حیدری نژاد*، محمد صفرزاده
    با توجه به نقش تعیین کننده ی زاویه ی پیوند در کارایی فیستول برای دیالیز، پیوندهای منفرجه با زوایای 90، 120، 135 و 145 طراحی و شبیه سازی شده و نتایج از نقطه نظر الگوهای جریان در محل پیوند و تنش برشی در دیواره ی فیستول مورد ارزیابی قرار گرفتند. در این پژوهش، جهت مقایسه ی نتایج در فیستول از دو مدل خون نیوتونی و غیرنیوتونی با مدل کاریو استفاده شده و در دبی بیشینه و متوسط از منحنی ضربانی خون (به ترتیب در دبی جریان در زمان 2/0 ثانیه و 4/0 ثانیه) مدل-سازی شدند. در زاویه ی 90 درجه، ابعاد گردابه های تشکیل شده، به علت جدایش جریان در هنگام عبور از محل پیوند، به طور محسوسی بزرگ تر از زوایای منفرجه می-باشند و درنتیجه احتمال گرفتگی در محل جریان به شدت افزایش می یابد. بنابراین از نقطه نظر الگوی جریان، زاویه ی 90 درجه پیوند مناسبی برای ایجاد فیستول نمی باشد. در زوایای منفرجه ابعاد این گردابه‏ها بسیار کوچکتر می شوند و در این صورت زوایای منفرجه انتخاب بهتری محسوب می شوند. از نقطه نظر تنش برشی بیشینه، پیوند با زوایای منفرجه نسبت به پیوند با زاویه ی 90 درجه، مقادیر تنش برشی بیشینه ی کم تری دارند. محدوده ی درگیر در تنش برشی بیشینه در پیوند با زاویه ی 90 درجه بسیار بزرگتر از محدوده ی پیوند با زوایای منفرجه می باشد. بنابراین احتمال بروز ترومبوز (عامل اصلی شکست فیستول) در آن بسیار بیشتر است. در این شبیه‏سازی نتایج مربوط به مدل های نیوتونی و غیر نیوتونی بسیار به هم نزدیک بوده و مدل غیر نیوتونی، مقادیر تنش برشی را کمی بیشتر پیش بینی کرده است.
    کلید واژگان: همودیالیز، زاویهی فیستول منفرجه، ترمبوز، آتروسکلروز، تنشبرشی
    Mohammad Naderi, Ghassem Heidarinejad *, Mohamad Safarzadeh
    Regarding the major determinant of Anastomosis angle in the efficiency of fistula for dialysis, obtuse angle Anastomosises are designed and simulated with angles of90,120,135and145 degree and the obtained results are evaluated from standpoint of flow patterns at the region of the Anastomosis and shear stress in the fistula wall. In this study, in order to compare obtained results in fistula, two Newtonian and carreau non-Newtonian blood models are used at maximum flow rate of blood pulsation curve (flow rate at the time of0.2and0.4seconds respectively). At angle of 90degrees, the formed vortices dimensions, due to the separation of the flow during passing through the region of the Anastomosis, significantly larger than obtuse angles. Consequently, the probability of deposition in the region of the flow increases sharply. from the standpoint of flow pattern, the 90degree angles are inappropriate Anastomosis angle for fistula. At the obtuse angles, the dimensions of these vortexes become much smaller, and then the obtuse angles are considered a better choice. From the standpoint of maximum shear-stress, Anastomosis with obtuse angles in comparison with the Anastomosis angle of 90degrees, has lower maximum shear stress values and the range involved in the maximum shear stress in Anastomosis with 90degree is much wider than the range of Anastomosis with the obtuse. Hence, the probability of manifestation of thrombosis (the main factor of fistula failure) is much higher. In this simulation, the results related to the Newtonian and non-Newtonian models are very close, and the non-Newtonian model predicts shear stress slightly more.
    Keywords: Hemodialysis, Fistula obtuse angle, thrombosis, atherosclerosis, shear stress
  • یاسین تقی زاده، بهمن وحیدی*، بابک اکبری، شیما جلالیان صداقتی

    در سال های اخیر، استفاده از استنت های شریانی برای درمان بیماری گرفتگی شریان های کرونری قلب افزایش یافته است. استنت های آلیاژی منیزیمی زیست تخریب پذیر در سال های اخیر به علت چشم اندازهای بالقوه شان بسیار مورد توجه قرار گرفته اند. برای مصارف گسترده تر استنت های فلزی جذبی در مراکز بالینی، بایستی عملکردشان با استنت های فلزی دایمی بر مبنای رفتار مکانیکی شان قابل مقایسه باشد. در این پژوهش، از روش اجزای محدود برای بررسی تاثیر هندسه و جنس استنت بر عملکرد آن استفاده شده است. بدین منظور مدل های استنت، از دو ماده مختلف، فولاد ضد زنگ 304 و الیاژ منیزیم AZ31، استفاده شده و از مدل هندسه پالماز-اسچاتز استفاده شده و پس از مدل سازی عملکردشان مورد مقایسه قرار گرفته است. نتایج ارایه شده شامل توزیع تنش بر روی استنت و رگ و پلاک ساده، تغییرات قطر خارجی استنت، نسبت برگشت پذیری شعاعی، نسبت برگشت پذیری طولی و درصد کاهش طول است. با مقایسه مقدار تنش ایجاد شده بر روی رگ، تاثیر جنس استنت بر میزان گرفتگی مجدد پس از استنت گذاری مورد بررسی قرار گرفته است. بر اساس یافته های این تحقیق، احتمال گرفتگی مجدد پس از استنت گذاری برای استنت های منیزیمی در مقایسه با استنت های فولادی 304 کمتر است.

    کلید واژگان: اتروسکلروسیس، کاشت استنت، گرفتگی مجدد، درصد کاهش طول، برگشت پذیری
    Yasin Taghizadeh, Bahman Vahidi *, Babak Akbari, Shima Jalalian Sedaghati

    Recently, the use of coronary stents in interventional procedures has rapidly increased. Biodegradable magnesium alloy stents gained increasing interest in the past years due to their potential prospect. However, for the magnesium alloy stents to be feasible for widespread clinical use, it is important that their performance can be compared to modern permanent stents. In this project, a finite element method is used for investigating the effect of the stent geometry and material properties on its behavior. The stent designs made with two different materials, stainless steel 304 and magnesium alloy AZ 31, and the Palmaz-Schatz geometry are modeled and their behavior during the deployment is compared in terms of stress distribution in the stent, vessel wall, plaque as well as in terms of outer diameter changes, radial recoil ratio, axial recoil ratio and Foreshortening. Moreover, the effect of stent material properties on the restenosis after coronary stent placement is investigated by comparing the stress distribution in the arteries. According to the findings, the possibility of restenosis after coronary stenting is lower for magnesium alloy stents in comparison with stainless steel 304 stent.

    Keywords: atherosclerosis, Stent implantation, restenosis, Foreshortening, recoil
  • Seyed Masoud Vahedi, Mohammad Sadegh Valipour *, Filippo De Monte
    Arterial drug concentration distribution determines local toxicity. The safety issues dealt with Drug-Eluting Stents (DESs) reveal the needs for investigation about the effective factors contributing to fluctuations in arterial drug uptake. The current study focused on the importance of hypertension as an important and controversial risk factor among researchers on the efficacy of Heparin-Eluting Stents (HES). For this purpose, the effect of blood pressure is systematically investigated in certain cardiac cycle modes. A comprehensive study is conducted on two classes, pulsatile (time-dependent), to have a more realistic simulation, and non-pulsatile (time-independent) blood flow, each one in four modes. The governing equations applied to drug release dynamics are obtained based on porous media theory. The equations are solved numerically using Finite Volume Method (FVM). Results reveal that there is a significant difference when the plasma flow considered and when it is neglected (regardless of time dependency). Moreover, the concentration level is more decreased in pulsatile blood flow rather than the non-pulsatile blood flow, although the penetration depth for pressure and concentration are nearly 20% and 5% of the wall thickness, respectively. In other words, the mass experienced by the arterial wall is lower in pulsatile blood flow in comparison to non-pulsatile blood flow. As a consequence, the risk of toxicity is declined as the blood pressure increases. Also, it can be seen that the polymer is diffusion-dominated so that no significant changes in the release characteristics are observed in the presence of the plasma filtration.
    Keywords: Multi-layer Porous media, Advection-Diffusion Equation, Hypertension, Pulsatile blood flow, Drug-Eluting Stents, Atherosclerosis
  • امیرحسین منظوری، فمیدا فلاح*
    انحناداری عارضه ای است که ممکن است در برخی از شریان های بدن مانند کاروتید رخ دهد و موجب اختلال در خون رسانی به مغز و حتی در موارد شدید آن موجب ایسکمی و سکته شود. این انحناداری می تواند مادرزادی باشد یا ناشی از کاهش کشش محوری شریان و فشار خون بالا رخ دهد که در این صورت به آن کمانش می گویند. با توجه به اینکه پلاک های آترواسکلروز با ایجاد گرفتگی در شریان و اختلال در الگوی طبیعی جریان خون می توانند شریان را برای کمانش مستعد کنند، در این پژوهش طی یک شبیه سازی عددی، پایداری شریان های دارای پلاک آترواسکلروز با درنظرگرفتن تغییر شکل های بزرگ مورد بررسی قرار گرفته است. بدین منظور هندسه ایده آل و سه بعدی شریان کاروتید سالم و دارای پلاک های متقارن و غیرمتقارن با درصدهای مختلف گرفتگی ساخته شد و در دو نسبت کشش محوری 1/5 و 1/3 و با درنظرگرفتن برهم کنش سیال- جامد و جریان سیال نوسانی در نرم افزار المان محدود آدینا تحلیل شد. جریان خون نیوتنی و آرام و دیواره شریان ناهمسان گرد و فراکشسان براساس مدل آگدن فرض شد. نتایج نشان می دهد که با ایجاد پلاک آترواسکلروز در شریان و افزایش درصد این گرفتگی، فشار بحرانی کمانش کاهش می یابد. تاثیر پلاک های نامتقارن در کاهش فشار بحرانی، بسیار بیشتر از پلاک های متقارن است. با کاهش نسبت کشش محوری از 1/5 به 1/3، فشار بحرانی کمانش 39-33% کاهش می یابد. در لحظه کمانش تنش های وارده بر پلاک به میزان زیادی افزایش می یابند و در نتیجه پدیده خطرناک شکست پلاک محتمل تر می شود.
    کلید واژگان: کمانش شریان، آترواسکلروز، بره مکنش سیال - جامد، فشار بحرانی کمانش، شکست پلاک
    A. Manzoori, F. Fallah*
    Tortuosity is an abnormality that may occur in some arteries, such as carotid. It can reduce the blood flow to distal organs, and even in severe cases, causes ischemia and stroke. Tortuosity can be congenital or occurs due to hypertension and reduced axial pre-stretch of artery, in which case called buckling. Since atherosclerotic plaques disrupt the normal pattern of blood flow, and thus make the artery more susceptible to buckling, in this study, the effect of atherosclerotic plaques on arterial stability has been investigated using computational simulation of fluid-structure interaction under pulsatile flow and large deformation. Ideal and 3D geometry of normal and atherosclerotic carotid artery with different plaques (symmetric or asymmetric and in different percentage of stenosis) were constructed and used to simulate normal (1.5) and reduced (1.3) axial stretch ratio by ADINA. The blood flow was assumed to be Newtonian and laminar. Arterial wall was considered as an anisotropic and hyperelastic material based on the Ogden’s model. The results are verified by comparison with the available ones in the literature. It is observed that stenosis reduces the critical buckling pressure and arteries with asymmetric plaque have lower critical buckling pressure compared to the arteries with symmetric plaque. By reducing the axial stretch ratio from 1.5 to 1.3, the critical buckling pressure is reduced by 33-39 percent. Buckling increases the peak stress in the plaque and thus increases the risk of plaque rupture.
    Keywords: Artery buckling, Atherosclerosis, Fluid-structure interaction, Critical bucklingpressure, Plaque rupture
  • سیدمسعود واحدی، محمدصادق ولی پور، فیلیپو دی مونته
    ازجمله مهمترین علل ناکارآمدی استنت های شریان کرونری انسداد مجدد درون استنتی می باشد. آگاهی از نحوه رهایش داروی موجود در پلیمر پوشش داده شده بر روی استنت ها اطلاعات ارزشمندی در خصوص عملکرد این گونه پروتزها در اختیار طراحان قرار می دهد. از تئوری محیط های متخلخل در مدل سازی پلیمر حاوی دارو و رگ آسیب دیده شامل لایه های مدیا و ادونتیس استفاده شده است. معادلات دیفرانسیلی با مشتقات جزئی جفت شده که توصیف کننده فارماکوکینتیک محلی داروی هپارین هستند بصورت عددی به روش حجم محدود حل شده اند. داروی موجود درون پلیمر یک بار بصورت دوفازی و یک بار بصورت تک فاز مایع مدل سازی شد و بدین صورت اهمیت تغییر فاز ارزیابی شد. با در نظر گرفتن سه مقدار برای پارامتر مشخصه تغییر فاز شدت تاثیر آن نیز بررسی شد. علاوه بر این متابولیسم دارو در لایه مدیا و خروج دارو توسط مویرگ ها و وازاوازوروم در مدل سازی مورد توجه قرار گرفت. نتایج تغییرات قابل توجهی در توزیع دارو در اثر وجود تغییر فاز دارو درون پلیمر را نشان می دهند. بطوری که کاهش زمان تغییر فاز دارو از جامد به مایع مسئله خوشایندی محسوب شده و نه تنها از خروج سریع دارو از پلیمر در زمان های ابتدایی جلوگیری می کند بلکه تغییرات زمانی یکنواخت تر جرم موجود در لایه مدیا و ادونتیس را به دنبال دارد. همچنین مصرف دارو توسط وازاوازوروم مقدار داروی موجود در جداره رگ را با کاهش شدیدی خصوصا در ادونتیس مواجه می کند.
    کلید واژگان: استنت های دارویی، معادله جابجایی، نفوذ، واکنشی، اترواسکلروسیس، محیط متخلخل، فارماکوکینتیک هپارین
    Seyed Masoud Vahedi, Mohammad Sadegh Valipour, Filippo De Monte
    In-stent restenosis is one of the important inefficient reasons about Drug Eluting Stents (DESs). Awareness of how polymer coated drug distributes by these devices provides valuable informations about its efficacy. Porous media theory has been employed in the modeling of drug polymer and the injured arterial wall composed of media and adventitia. The stabished coupled PDEs describing local pharmacokinets of heparin has been solved numerically by finite volume method. Two approaches, single phase and two phases models, has been chosen for coating and the effect of local mass non-equilibrium dynamics in the coating on drug distribution has been evaluated by allocating three magnitude for solid-liquid transfer time characteristic. Moreover, the effect of lost drug by vasavasorum and microcapilaries has been considered as well as cell metabolism. The results show a significant change in drug concentration distribution in the presence of phase change happening. Reducing in solid-liquid transfer time characteristic is associated with drastic reducing in both drug egression from polymer and wash out from adventitia and has a pleasant effect. Also, consumtion of drug declines concentration level in the wall dramatically, specially in adventitia.
    Keywords: Drug Eluting Stents (DESs), Advection, diffusion, reaction equation, Atherosclerosis, Porous media, Pharmacokinetics of Heparin
  • سیدمسعود واحدی، محمدصادق ولی پور *، فیلیپو دی مونته
    امروزه استفاده از استنت های دارویی به عنوان روشی موفق در درمان انسداد عروق کرونری بسیار مورد توجه قرار گرفته است. در این مقاله به منظور مطالعه اهمیت پوشش فوقانی در استنت حاوی هپارین، عملکرد دو طراحی (در شرایط وجود و عدم وجود این لایه نازک عاری از دارو) با یکدیگر مقایسه شده است. علاوه بر این، در مطالعه حاضر، اهمیت جریان پلاسما به عنوان موضوعی بحث برانگیز بین پژوهشگران مورد بررسی قرار گرفته است. به منظور نزدیک تر کردن شبیه سازی به واقعیت کارکرد قلب وجود جریان پلاسما در حالت ضربانی در نظر گرفته شده و جراحت وارده به رگ در طی آنژیوپلاستی تا عمق لایه مدیا نفوذ کرده است. معادلات محیط متخلخل که بصورت حجمی میانگین گیری شده و دینامیک رهایش دارو را توصیف می کند بصورت عددی به روش حجم محدود حل شده اند. نتایج به دست آمده میزان فرورفتگی استرات در جداره رگ را در درجه اول اهمیت قرار داده است. گذر استرات از لایه های اندوتلیوم، اینتیما و لایه الاستیک داخلی و تماس مستقیم آن با لایه مدیا تغییرات بسیار زیادی در فارماکوکینتیک محلی ایجاد می شود. اگرچه جریان پلاسما باعث کاهش/افزایش مقدار متوسط سطح غلظت و متعاقبا کاهش/افزایش جرم موجود در لایه مدیا/ادونتیس می شود، اما نتایج از کم اهمیت بودن این جریان حکایت دارند. از جمله دیگر یافته ها می توان به کم اثر بودن پوشش فوقانی قرارگرفته روی پلیمر حاوی هپارین یاد کرد.
    کلید واژگان: استنت های دارویی، رهایش دارو، اترواسکلروسیس، محیط متخلخل، فارماکوکینتیک
    Seyed Masoud Vahedi, Mohammad Sadegh Valipour *, Filippo De Monte
    Nowadays the use of Drug Eluting Stents (DESs) is considered as a successful method for the treatment of coronary artery blockage. In order to study the impact of the presence of topcoat on heparin-eluting stents efficacy, two designs (with and without drug free topcoat) have been compared to each other. Moreover, here the importance of the plasma flow as a controversial topic among researchers has been studied. In order to closer to reality heart working, plasma flow is considered as a pulsatile fashion. Also, the injury of the coronary artery penetrated to a depth of media layer during angioplasty. Volume-averaged porous media equations which describe the drug release dynamics are employed and solved numerically by Finite Volume Method (FVM). Results put the amount of strut penetration in the forefront of importance. Local drug pharmacokinetics experiences significant changes by strut passing through endothelium, intima and Internal Elastic Lamina (IEL) and being contiguous with media layer. Although the plasma flow decreases/increases the amount of concentration level and subsequently decreases/increases the amount of drug mass in media/adventitia layer, but the results show that these effects are not significant. Among other findings, it is notable that the presence of topcoat has a negligible effect on the release characteristics.
    Keywords: Drug Eluting Stents (DESs), Drug delivery, Atherosclerosis, Porous media, Pharmacokinetics
  • علی سالاری، علیرضا شریفی، حمید نیازمند*
    یکی از روش های موجود به منظور درمان گرفتگی شریان، تزریق میکرو ذرات حامل دارو به داخل شریان مورد نظر می باشد. میکرو ذرات به وسیله جریان خون به پلاکت های چربی برخورد کرده و با جذب دارو در آن ناحیه، موجب درمان بیماری می گردد. از آنجایی که توزیع ذرات دارو تابع الگوی جریان خون می باشند، اثر بخشی این روش درمان در صورتی تقویت می شود که ذرات به محل مورد نظر هدایت شوند تا دارو در همین محل جذب شود در غیر این صورت بیمار باید دوز های زیادی از دارو مصرف نماید که عوارض متعددی را به دنبال دارد. به منظور افزایش بازدهی جذب ذرات و جلوگیری از عوارض جانبی می توان از میدان مغناطیسی استفاده نمود، به گونه ای که با اعمال این میدان در محل مورد نظر، ذرات در ناحیه هدف (ناحیه مورد نظر جهت جذب دارو) جذب شده و موجب افزایش بازدهی درمان می گردد. در مطالعه حاضر به بررسی عملکرد ذرات حامل دارو در سیستم ورتبروبازیلار به منظور درمان گرفتگی در شرایط بدون میدان مغناطیسی و با اعمال این میدان پرداخته شده است؛ روش انجام این مطالعه به صورت عددی بوده و به منظور حل معادلات از نرم افزار انسیس فلوئنت استفاده شده است. نتایج نشان می دهد که توزیع ذرات قبل و بعد از اعمال میدان تفاوت چشم گیری داشته است، به گونه ای که اعمال میدان مغناطیسی تا حدود 16 برابر میزان بازدهی جذب ذرات را افزایش می دهد؛ از دیگر عوامل موثر بر بازدهی درمان بیماری، مکان تزریق ذرات و قطر آن ها می باشد که مورد بررسی قرار گرفته است.
    کلید واژگان: سیستم ورتبروبازیلار، شریان ورتبرال، گرفتگی شرایین، میدان مغناطیسی، میکرو ذرات مغناطیسی
    Ali Salari, Alireza Sharifi, Hamid Niazmand *
    Injection drug micro particles into arteries is one of the stenosis treatments. Micro particles scattered in blood flow collide with plaques, drug is absorbed to treat stenosis. Since the collision of drug particles with artery wall depends on blood flow pattern, the efficiency of this method relies on guiding drug particles to stenosed site, otherwise the patient must take much higher drug dosage which has various side effects. Applying magnetic field and guiding drug particles to the target area extensively increases efficiency of the treatment and cuts side effects. In the present study, efficiency of using drug particles in vertebrobasilar system to treat atherosclerosis with and without applying magnetic field has been investigated. Ansys-Fluent commercial software has been used for numerical simulation. Results indicate applying magnetic field plays an important role in drug particles circulation as drug captivation surges almost 16 times. Injecting location and the particle diameters also have been examined and found to be important in the treatment effectiveness.
    Keywords: Vertebrobasilar system, Vertebral Artery, Atherosclerosis, Magnetic field, Magnetic micro particles
  • سینا پاشازانوس*، روزبه شفقت، قدیر اسماعیلی
    در این مطالعه به بررسی آزمایشگاهی و عددی جریان نیوتونی خون در مجرای دارای گرفتگی با شرایط هندسی واقعی به دلیل بیماری گرفتگی شرایین پرداخته شده است. در شبیه سازی عددی مساله به دلیل پیچیدگی هندسه ی گرفتگی، معادلات ناویر-استوکس در مختصات عمومی منحنی الخط به کار برده شده و با روش حجم محدود در این مختصات حل شده اند. هدف از این مطالعه بررسی اثرات یک گرفتگی واقعی بر ویژ گی های جریان خون مانند پروفیل های سرعت و فشار، بردارهای سرعت، تنش برشی دیواره ای متوسط و محلی در پایین دست گرفتگی می باشد. نتایج حاصله نشان می دهد به دلیل شکل خاص گرفتگی، افزایش عدد رینولدز موجب نوسانات شدید و همچنین افزایش ناگهانی تنش برشی در ناحیه ی گرفتگی شده که در رینولدز های بالا صدمات جدی به دیواره ی رگ ها وارد کرده و حالت بیماری را پیچیده تر می کند.
    کلید واژگان: آرترواسکلروز، مختصات عمومی منحنی الخط، گرفتگی، تنش برشی دیواره ای
    S. Pashazanoos, R. Shafaghat, G. Esmaili
    The present study investigates the flow through the actual stenosed artery due to the Atherosclerosis، both numerically and experimentally. The governing differential equations of blood flow are solved by controlvolume techniques in the generalized body-fitted coordinates because of the complex geometry. The aim of this study is isolate the effect of actual stenosed geometry on the flow characteristics such as، velocity and pressure profiles، velocity vectors and mean and local wall shear stress in the post-stenotic. It is shown that the oscillation and sudden increase of wall shear stress is found to relate to the increasing Reynolds number at the neck of stenosis، which is an important factor in progress of arterial disease.
    Keywords: Atherosclerosis, General curvilinear coordinates, Stenosis, Wall shear stress
  • علی عباس نژاد*، محمود نوروزی، زکیه طالبی
    هدف از این تحقیق بررسی عددی اندرکنش جریان ضربانی خون با شریان ویسکوالاستیک متقارن محور در درصد گرفتگی های مختلف می باشد. برای مدل سازی سیال خون و دیواره شریان، به ترتیب از مدل های غیرنیوتنی کاریو و رئولوژیکی ماکسول تعمیم یافته استفاده شده است. نوآوری این تحقیق، مدلسازی دیواره ویسکوالاستیک برای شریان و سیال غیرنیوتنی خون، به منظور مطالعه بیماری تصلب شرایین می باشد. برای بررسی صحت و اعتبار این تحقیق نتایج با مطالعات پیشین مقایسه شده و مطابقت خوبی مشاهده شده است. در این مطالعه، اثرات شدت گرفتگی روی پروفیل سرعت، توزیع فشار، تنش برشی و جابه جایی دیواره در شریان ویسکوالاستیک بررسی شده و با شریان الاستیک مقایسه شده است. افزایش شدت گرفتگی منجر به زیاد شدن طول گردابه ها، تنش برشی دیواره و شیب پروفیل سرعت در نواحی بعد از گرفتگی می شود. همچنین، برای گرفتگی های شدید در شریان ویسکوالاستیک، در مقایسه با شریان الاستیک، حداکثر مقدار پروفیل سرعت و جابه جایی شعاعی دیواره شریان به ترتیب 2 درصد رشد و 22 درصد می باشد. پیشروی بیماری تصلب شرایین سبب افزایش مدول الاستیک شده و کاهش 64 درصدی در جابه جایی شعاعی دیواره شریان را به همراه دارد. همچنین، با رشد 5 برابری مدول الاستیک، 11 درصد افزایش در اندازه سرعت و 12 درصد رشد در مقدار فشار جریان خون مشاهده می شود.
    کلید واژگان: اندرکنش سیال و سازه، شدت گرفتگی رگ، بیماری تصلب شرایین، شریان ویسکوالاستیک
    A. Abbas Nejad*, M. Norouzi, Z. Talebi
    The purpose of this research is to numerically investigate the interaction of pulsatile flow of blood with an axisymmetric artery in various percentages of stenosis. The Carreau non-Newtonian model and the generalized Maxwell rheological model were used to model the blood fluid and the viscoelastic wall of arterial, respectively. The innovation of the present research is modeling of viscoelastic wall for the artery and non-Newtonian fluid for blood to study atherosclerosis. The results were compared with previous reliable data to investigate the validation and accuracy of owr simulation. This showed good agreements. In this study, the effects of stenosis severity on velocity profile, pressure distribution, wall shear stress, and radial displacement have bewere analyzed for viscoelastic artery and they were compared with an elastic artery. A growth in the stenosis severity leads to the increase of the length of vortices, wall shear stress, and velocity gradient after stenosis regions. Also, for severe stenosis in viscoelastic arteies, compared to the elastic arteries, the maximum values of velocity profile and radial displacement of arterial wall increases 2 percent and decreases 22 percent, respectively. Development of atherosclerosis increases the elastic modulus and causes 64 percent reduction in radial displacement of the artery walls. Also, with growth of 5 times in the elastic modulus, a 11 percent increase in velocity magnitude and a 12 percent growth in pressure value of the blood flow were observed.
    Keywords: Fluid Structure Interaction, Stenosis Severity, Atherosclerosis, Viscoelastic Artery
  • بررسی تاثیر جریان و انتقال جرم اکسیژن خون در پیدایش بیماری گرفتگی رگ
    محمد امین رئوفی، حمید نیازمند، احسان ابراهیم نیا بجستان
    در رگ های خمیده، به دلیل هندسه و همودینامیک جریان متفاوت نسبت به رگ های مستقیم، توزیع متوازن اکسیژن روی دیواره رگ به هم می خورد که این نا به هنجاری سهم قابل توجهی در پیدایش و توسعه گرفتگی رگ هادارد. در این تحقیق به بررسی عددی انتقال جرم اکسیژن خون در دیواره و داخل یک رگ خمیده سه بعدی پرداخته شده است.به منظور بدست آوردن توزیع غلظت اکسیژن در رگ، معادلات حاکم بر انتقال جرم اکسیژن و شرایط مرزی حاکم بر آن ها بررسی شده اند. اکسیژن حمل شده توسط هموگلوبین به همراهاکسیژن مصرف شده در دیواره رگ به عنوان پارامترهای فیزیولوژیکی مهم در این پژوهش می باشند. با توجه به نتایج، به دلیل حضور نیروهای گریز از مرکز در هندسه خمیده و شکل گیری جریان های ثانویه، کاهش قابل ملاحظه انتقال جرم اکسیژن به دیواره خم داخلی رگ در مقایسه با دیواره خم خارجی دیده می شود. همچنین با افزایش عدد رینولدز و کاهش شعاع انحنا، جریان های ثانویه قدرت بیشتری می یابند که این باعث افزایش اختلاط جریان و در نتیجه کاهش اختلاف مقدار غلظت اکسیژن روی دیواره های خم داخلی و خارجی می شود. نتایج بدست آمده در پیش بینی ناحیه مستعد برای تشکیل بیماری گرفتگی رگ ها مفید می باشند.
    کلید واژگان: انتقال جرم اکسیژن، رگ، گرفتگی رگ، هموگلوبین
    On the Effect of Blood Flow and Oxygen Mass Transfer on Development of Atherosclerosis
    M. Raoufi, Hamid Niazmand, Ehsan Ebrahimnia-Bajestan
    In curved arteries، since geometry and hemodynamics are diffrent from straight ones، balanced oxygen distribution on the wall of artery will be disrupted. This disorder has a significant contribution in genesis and development of Atherosclerosis plaques. In this study، the blood oxygen mass transport in a 3D curved artery and its wall were investigated. In order to find the distribution of oxygen concenteration along the vessel، oxygen mass transport equations and their boundary conditions were solved، numerically. The oxygen carried by Hemoglobin and oxygen consumed in the avascular region were considered as two important physiological parameters. Results indicated that، the presence of centrifugal forces and formation of secondary flows in curved geometries، cause a considerable decrease in oxygen mass transport to the inner bend wall in comparison to outer one. Furthermore، with increase in Reynolds number and decrease in curvature radius، secondary flows become more powerful which cause an enhancement in the flow mixing and as a result reduce the oxygen concentration difference between the outer and the inner bend walls. These results help to predict the potential region for formation of Atherosclerosis plaques.
    Keywords: Oxygen Mass Transfer, Artery, Atherosclerosis, Hemoglobin
  • میثاق ایمانی، علی معظمی گودرزی، جابر مهدی نژاد
    در سال های اخیر، استفاده از استنت های شریانی برای درمان بیماری انسداد شریان های کورونری قلب افزایش یافته و مدل های مختلف آن، با هندسه و جنس متفاوت، به بازار ارائه شده است. برای انتخاب بهترین مدل استنت از میان مدل های موجود، باید عملکرد آنها به دقت تحلیل شده و رفتار مکانیکی مدل های مختلف آن مورد مقایسه قرار گیرد. در این مقاله، از روش اجزای محدود برای بررسی تاثیر هندسه و جنس استنت بر عملکرد آن استفاده شده است. بدین منظور از دو مدل استنت تجاری با هندسه های مختلف (استنت های پالماز- اسچاتز و ان آی آر) و دو ماده پرکاربرد در ساخت استنت ها (مواد فولاد ضد زنگ 304 و آلیاژ کبالت ام پی 35 ان) استفاده شده و پس از مدل-سازی آنها عملکردشان مورد مقایسه قرار گرفته است. نتایج ارائه شده در هر مورد شامل توزیع تنش بر روی استنت و رگ و تغییرات قطر خارجی استنت می باشد. همچنین با مقایسه مقدار تنش ایجاد شده بر روی رگ، تاثیر هندسه و جنس استنت بر میزان گرفتگی مجدد پس از استنت گذاری مورد بررسی قرار گرفته است. بر اساس یافته های این تحقیق، از بین دو استنت بررسی شده، احتمال گرفتگی مجدد پس از استفاده از استنت ان آی آر کمتر از استنت پالماز- اسچاتز است. همچنین از بین دو ماده بررسی شده، ماده فولاد ضد زنگ 304 برای ساخت استنت مناسب تر است.
    کلید واژگان: انسداد شریان، رگ مسدود شده، تحلیل اجزای محدود، استنت شریانی، گرفتگی مجدد
    Misagh Imani, Ali Moazami Goudarzi, Jaber Mahdinejad
    Recently، the use of coronary stents in interventional procedures has rapidly increased and different stent models، with different geometries and materials، have been introduced in the market. In order to select the most appropriate stent model، it is necessary to analyze and compare the mechanical behavior of different types of stent. In this paper، finite element method is used for investigating the effect of stent geometry and material properties on its behavior. Two commercially available stent designs with different geometries (the Palmaz–Schatz and NIR stents) and two different stent materials (stainless steel 304 and Cobalt alloy MP35N) are modeled and their behavior during the deployment is compared in terms of stress distribution in the stent and vessel، and outer diameter changes. Moreover، the effect of stent geometry and material properties on the restenosis after coronary stent placement is investigated by comparing the stress distribution in the arteries. According to the findings، the possibility of restenosis after coronary stenting is lower for NIR stent in comparison with Palmaz–Schatz stent. Moreover، stainless steel 304 is more suitable material for manufacturing stents، in comparison with the other one.
    Keywords: Atherosclerosis, Stenotic Artery, Finite Element Analysis, Coronary Stent, Restenosis
نکته
  • نتایج بر اساس تاریخ انتشار مرتب شده‌اند.
  • کلیدواژه مورد نظر شما تنها در فیلد کلیدواژگان مقالات جستجو شده‌است. به منظور حذف نتایج غیر مرتبط، جستجو تنها در مقالات مجلاتی انجام شده که با مجله ماخذ هم موضوع هستند.
  • در صورتی که می‌خواهید جستجو را در همه موضوعات و با شرایط دیگر تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مجلات مراجعه کنید.
درخواست پشتیبانی - گزارش اشکال