Имплант митрального клапана из нитинолового стента демонстрирует малоизученный режим отказа: перелом стойки стента из-за малоцикловой усталости. Это явление связано с неполным раскрытием устройства во время имплантации. Анализ данного случая был выполнен с помощью 3D-конвейера, объединяющего Materialise Mimics для сегментации изображений и Ansys для конечно-элементного моделирования, с целью поиска механических причин отказа.
3D-конвейер: Сегментация и моделирование структурного отказа 🔧
Процесс начинается с Materialise Mimics, где на основе компьютерной томографии реконструируется геометрия стента и окружающей анатомии. Модель экспортируется в Ansys для структурного анализа, моделирующего циклические нагрузки сердечного цикла. Условие неполного раскрытия приводит к локализованным концентрациям напряжений в основании сломанной стойки. Моделирование показывает, что накопленная пластическая деформация, характерная для малоцикловой усталости, превышает предел прочности материала при каждом ударе сердца, что приводит к преждевременному перелому.
Стойка, которая сказала «хватит» раньше времени 💥
Иногда кажется, что нитинол — это чудо-материал, который никогда не устает. Но оказывается, если его плохо раскрыть, он устраивает себе вечный отдых. Это как пытаться запихнуть зонт в чехол молотком: что-то обязательно погнется неправильно. Малоцикловая усталость не прощает ошибок, и стойка стента выразила это, сломавшись. По крайней мере, отказ дал нам отличный повод поиграть с Mimics и Ansys, что гораздо веселее, чем объяснять пациенту, что его клапан сказал «нет».