Performance of Various Drug-Eluting Stent Geometries Measured Using Computational Analysis

In this study, we performed computational fluid dynamic simulations to explore how the detailed design of drug-eluting stents affects both the flow field in the vicinity of the stent as well as the concentration of the eluted drug at the endothelial cell surface. Simulations were performed on three idealized stent geometries we developed and on geometries approximating three commercial stents,: Medtronic's Aurora stent, Cordis's BX Velocity stent, and Boston Scientific's Wallstent. An important contribution of the present study is the introduction of the stent effectiveness index (EI), which provides a quantitative assessment of stent performance and an objective basis for comparing the performance of different stents. Among the three commercial stents studied, our simulations have revealed that the BX Velocity stent is associated with the lowest in-stent EI values for the range of flow Reynolds numbers studied ($200{\leq}Re{\leq}800$). In addition to commercial stent designs, we investigated the EI in three idealized stents and determined that a spiral stent provides excellent performance (low EI) under all flow conditions investigated.

여러 형상을 고려한 약물분출 스텐트의 성능에 대한 수치해석적 연구

본 연구는 내피세포 표면에 약물방출 스텐트에서 방출되는 약물의 농도와 약물분출 스텐트의 형상과 설계가 스텐트 주위 유동특성에 어떤 영향을 미치는지를 조사하기 위해 전산유체역학을 이용하여 연구를 수행하였다. 본 연구에서는 이상적으로 가정된 세 종류의 스텐트 모델과 임상결과를 거쳐 상용화되고 있는 세 종류의 스텐트 모델에 대하여 전산수치해석을 수행하였다. 본 연구의 목적은 스텐트의 성능을 정량적으로 평가할 수 있는 스텐트 영향 지수의 개념을 소개하고, 성능을 비교하는 것이다. 비교 결과, 연구된 세 종류의 상용 스텐트 모델 중 수치 모사에 적용된 모든 레이놀즈 수에 대하여 BX Velocity 스텐트의 스텐트 영향 지수가 가장 낮게 나타났다. 그러나 여섯 종류의 스텐트 모델 가운데에서는 전산 수치 모사에 적용된 모든 유동조건하에서 Spiral 스텐트의 스텐트 영향 지수가 가장 낮고 성능 역시 가장 좋은 것으로 나타났다.