Hilfsnavigation

IFAM-Logo

Zielgruppennavigation

 

Inhalt

Hybrides Gerüst für ein tissue-engineertes Transkatheter-Aortenklappen-Implantat


Ein Transkatheter-Aortenklappen-Implantat ist aufgrund der Möglichkeit einer minimal invasiven Implantation eine geeignete Alternative zur konventionellen Herzoperation. Zudem erlaubt Tissue Engineering die Züchtung und Formung eienr Prothese aus körpereigenen Zellen. Daraus ergeben sich selbstregenerierende Prothesen, die ein Leben lang halten können und die mit dem jeweiligen Körper kompatibel sind. Allerdings werden die aktuell verfügbaren Klappen nicht an den Aorta-Positionen angebracht, weil die Klappen dem erhöhten Druck nicht standhalten können.

Heartvalve1_65p.png

Bild 1. Real and virtual heart valve construct along with different levels/structural units; valve in stent; opened and closed leaflets

Ziel dieses Projektes ist es daher, eine tissue-engineerte Aortenklappe mit einer Hybrid-Gerüststruktur zu realisieren. Ein Stent dient als Grundgerüst, welches eine röhrenförmiger Struktur aus tissue-engineertem Material unterstützt. Das Rohr wird an drei Punkten mit dem Stent vernäht, so dass die freien Regionen einklappen und eine Klappe mit drei Blättchen formen. Die Klappenblättchen sollen durch Textilien verstärkt werden, um die Steifigkeit und Festigkeit so weit zu erhöhen, dass die Verwendung der Klappen an den Aorta-Positionen möglich wird.

Media4_AM.gif Media1_AM.gif Loading_small.png

Bild 2. Coupled FSI and "dry" FEM simulation of the tubular aortic heart valve construct using multi-scale simulation (without the stent) and the loading cycle.

Als erstes ist ein Finite-Elemente-Modell zu konstruieren, um das Öffnen und Schließen der Klappen zu simulieren. Nachdem das Modell validiert ist, wird ein homogenisiertes kontinuumsmechanisches Modell verwendet, um festzustellen, wo und in welchen Richtungen die Fasern innerhalb der Blättchen orientiert werden sollen. Die Fasern sollen die Festigkeit der Klappen erhöhen, ohne die Öffnungs- und Schließzeiten negativ zu beeinflussen. Themen von Interesse sind: dynamische Modellierung, Homogenisierung der Faserverbundwerkstoffe, Solid-Shell Elemente, Fluid-Struktur Interaktion und Strukturoptimierung.

Keywords für Publikationen, Präsentationen: stent, heart valve, fiber-reinforced, Sodhani, Stapleton


Abschlußinformationen