Stent pour implantation percutanée d'une valve cardiaque
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Thèse soutenue le 03 janvier 1983: Mulhouse
Cette étude à pour but de développer un concept de stent atraumatique pour le remplacement percutanée de la valve aortique. Le stent est obtenu à partir de brins de Nitinol tressés, ce qui lui permet, de part sa géométrie et sa structure, d'être compressible, auto-expansible, et atraumatique. Le principe de fabrication des prototypes et les contraintes qui lui est associé sont présentées. Les performances de ces prototypes, en terme d'ancrage, de régurgitation statique et de régurgitation dynamique sont ensuite évaluées par des essais in vitro, pour lesquel le banc de test en flux pulsé a été optimisé afin de prendre en considération la compliance de la racine aortique. Les résultats obtenus permettent de mettre en évidence les différents paramètres de fabrication stent, tant au niveau dimensionnel (hauteur du cylindre, angle du cône...) qu'au niveau structurel (rigidité), qui ont une influence significative sur le comportement de l'endoprothèse.
-valve cardiaque
-valve aortique
-stent
-prothèse
-endoprothèse
-implantation percutanée
-heart valve
-aortic valve
-prosthesis
-endoprosthesis
-percutaneous implantation
The goal of this work is to develop an atraumatic stent concept for percutaneous aortic valve replacement. Shape setted braided nitinol wires, thanks to their specific geometry and elasticity, allows stent's compressibility, self deployment and aortic root preservation. Prototypes manufacturing technique and relatives constraints are presented. Performance of the obtained prototypes are evaluated in vitro, in terms of sealing, static and dynamic regurgitation. More specifically, the pulsatile bench testing has been optimized to take in account the compliant constraint of the aortic valve environment. The results bring to the fore which are the dimensions (head height, cone angle...) and the structures features that do influence the endoprosthesis behavior significantly.
Source: http://www.theses.fr/2009MULH3067/document
Year 2009 N° d'ordre : 09MULH........
STENT FOR PERCUTANEOUS
HEART VALVE IMPLANTATION
by
Coralie Marchand
Supervisors : Pr B.Durand, Dr F.Heim
Thesis
presented to the
University of Mulhouse
in partial fulfillment of the requirements for the degree of
Doctor in Mechanics
th
Submitted : May 22 , 2009
Examination Committee :
Pr. Subhash K. BATRA NC State University, USA reviewer
Pr Régis RIEU Université Aix Marseille 2 reviewer
Pr Nabil CHAKFE Faculté de Médecine, Strasbourg examiner
Pr Bernard DURAND Université de Mulhouse PhD Advisor
Dr Frédéric HEIM Université de Mulhouse PhD co-Advisor
conducted at
UNIVERSITE DE HAUTE ALSACE, E.D. 494
Laboratoire de Physique et Mécanique Textiles, UMR CNRS 7189 Table of Contents
TABLE OF CONTENTS
Table of contents 1
French & English Short Abstracts 5
Substantial French Abstract 6
Introduction 18
Chapter I BIBLIOGRAPHY 21
1 HEART AND BLOOD CIRCULATION 21
1.1 The heart 21
1.2 Cardiac valves : geometry 22
2 AORTIC VALVE : anatomy 24
2.1 The aortic annulus 25
2.2 Valve leaflet : anatomy 25
2.3 Sinus and leaflets : geometry 26
2.4 Valve dimensions 27
3 VALVE DYNAMICAL BEHAVIOR 29
3.1 The closing mechanism 29
3.2 Dynamics of the valve system 29
3.3 Conclusions 31
4 AORTIC VALVE : the prostheses 32
4.1 Mechanical prostheses 32
1 Table of Contents
4.2 Bioprostheses 33
4.3 Mechanical versus Biological prostheses 33
5 PERCUTANEOUS VASCULAR SURGERY 35
5.1 The concept 35
5.2 History of percutaneous surgery 35
5.3 Vascular stents 36
5.4 Vascular endoprostheses 43
5.5 Materials and geometries 45
5.6 The limits of vascular stents 45
6 HEART VALVE PERCUTANEOUS IMPLANTATION 57
6.1 What are the needs ? 57
6.2 History 57
6.3 State of the technology 60
6.4 Implantation techniques 68
6.5 Challenges 69
6.6 Future of PVT 74
6.7 Conclusion 75
Chapter II STENT DESIGN AND MECHANICAL
BEHAVIOR 76
1 INTRODUCTION 76
2 THE CONCEPT 77
3 THE MATERIAL 79
3.1 Self expanding structure 80
3.2 Interaction with tissues 81
2 Table of Contents
4 THE STENT'S STRUCTURE 85
4.1 The arms 86
4.2 The posts 93
4.3 Braided elements 97
Chapter III STENT MANUFACTURING 112
1 STENT GEOMETRY AND CONSTRUCTION PARAMETERS 112
1.1 Constraints related to braiding 113
1.2 Constraints related to assembling 116
1.3 Geometrical specifications 118
1.4 Final values adopted for the stent parameters 130
2 MATERIAL SHAPE SETTING 133
2.1 Nitinol and thermal treatment 133
2.2 The results 140
Chapter IV TESTING BENCH 151
1 INTRODUCTION 151
2 THE MOCK AORTIC ROOT 152
2.1 The native aortic root 152
2.2 The mock silicon root 152
3 TESTING UNDER STATIC CONDITIONS 156
3.1 The static testing bench 156
3 Table of Contents
4 TESTING UNDER DYNAMIC CONDITIONS 157
4.1 The existing bench 157
4.2 Bench model 159
4.3 Bench modifications
