Medikamente freisetzende Koronarstents in stenotischen Arterien: medizinische Untersuchung und numerische Modellierung

• Antragstellerinnen / Antragsteller: Professor Marek Behr, Ph.D.; Professorin Dr.-Ing. Stefanie Reese; Professor Dr. Felix Vogt
• Fachliche Zuordnung: Mechanik ; Kardiologie, Angiologie
• Förderung: Förderung von 2018 bis 2024
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 395712048

Das beantragte Projekt ist klinisch motiviert durch die Notwendigkeit, koronares Stenting erfolgreich durchzuführen. Wichtige Anforderungen sind eine ausreichende radiale Festigkeit, eine sehr gute Funktionsfähigkeit und eine maßgeschneiderte Medikamentenfreisetzung, um eine zeitgerechte Heilung des stabilisierten Blutgefäßes zu erreichen.Das übergreifende Ziel des Projektes ist die Entwicklung einer Simulationsmethodologie, die eine frühzeitige Auswahl geeigneter Kandidaten aus der Vielzahl, der zur Verfügung stehenden Stentmaterialzusammensetzungen und -geometrien ermöglicht. Materialmodelle und Finite-Elemente-Technologien werden zum Einen für die Stentmaterialien (mehrlagige Polymer- und Metallkomposite) und zum Anderen für die Gefäßwand und den Prozess der Restenose aufgesetzt. Hinzu kommen die Modellierung des Blutflusses und des Medikamententransportes. Schließlich umfasst die physiologische Modellentwicklung den Effekt der Thrombose, die Adhäsion von Endothelzellen sowie die Migration glatter Muskelzellen. Die Modellierung wird durch in vitro und in vivo Charakterisierung des Blutgefäß- und Stentverhaltens sowie der Restenoseeffekte in atherogenen Ratten begleitet und validiert. Es werden sowohl klinisch genutzte Stentformen als auch Stentprototypen mit einstellbarer Geometrie und Materialzusammensetzung untersucht. Letztendlich sollen die gemeinsamen Anstrengungen dazu führen, dass A) die Stenteigenschaften optimiert werden, um Thrombose und Restenose zu reduzieren, und B) ein Beitrag zum Tierschutz nach dem Prinzip der "3R" (Refinement (Verfeinerung), Reduction (Verringerung), Replacement (Vermeidung) von Tierversuchen) geleistet wird.Das Projekt baut auf der fruchtbaren Zusammenarbeit zwischen den drei Disziplinen Kardiologie (CARD), Festkörpermechanik (IFAM) und Strömungsmechanik (CATS) auf.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen