Microstructure and deformation behaviour of coronary stents under fatigue loading

• Applicant: Professorin Dr.-Ing. Sabine Weiß
• Subject Area: Synthesis and Properties of Functional Materials
• Term: from 2001 to 2006
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 5330406

Stents sind metallische Gefäßstützen, die in koronaren Arterien einer zyklischen Belastung mit etwa 10 Mio. Lastwechseln pro Jahr ausgesetzt werden. Sie müssen 100 bis 700 Mio. Lastwechsel ohne Schädigung bei guter Biofunktionalität ertragen. Aufgrund der Struktur der Stents und der Aufweitung bei der Implantation wird der Werkstoff örtlich unterschiedlich statisch vorgedehnt. Die mechanische und chemische Beanspruchung bei der Ermüdung ist ebenfalls örtlich unterschiedlich. Ziel des Vorhabens ist zunächst die Untersuchung des mechanischen Verhaltens von Stentwerkstoffen und Stents bei zyklischer Beanspruchung in physiologischer Umgebung. Ausgehend von verformungsbedingten Gefügeveränderungen werden die lokalen Dehnungsverteilungen ermittelt und ihr Einfluss auf die Lebensdauer bei gleichzeitigem chemischen Angriff untersucht. Da Stentstreben im Querschnitt weniger als 10 Körner besitzen, kann das mechanische Verhalten nicht kontinuumsmechanisch betrachtet werden. Daher werden im zweiten Schritt Untersuchungen an Ein- und Wenigkristallen aus Stentwerkstoffen durchgeführt, um auf die bei der zyklischen Verformung ablaufenden physikalischen Mechanismen zu schließen. Beim vorzeitigen Versagen der Stents werden Alternativen zur Lebensdauerverlängerung beispielsweise durch gezielte Einstellung bevorzugter Orientierungen erarbeitet. Ein metallkundliches Modell soll langfristig eine Abschätzung der Lebensdauer von koronaren Stents ermöglichen.

• DFG Programme: Research Grants
• Participating Person: Professor Dr.-Ing. Alfons Fischer