Journal of Biomedical Engineering Research (대한의용생체공학회:의공학회지)

The Korean Society of Medical and Biological Engineering (대한의용생체공학회)
권호 표지

Finite Element Analysis of the Monoleaflet Polymer to Minimize Stress and Displacement

응력 및 변위를 최소화하기 위한 단엽식 고분자 판막의 유한 요소 해석

  • 한근조 (동아대학교 기계공학과) ;
  • 안성찬 (동아대학교 기계공학과, 연세대학교 심혈관연구소, 인제대학교 의용공학과)
  • Published : 1996.03.01
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Abstract

A monoleaflet polymer artificial heart valve which showed the remarkable improvement in pressure drop compared with other types of artificial valve was designed to minimize the deflection in vertical direction and the displacement of the valve tip in horizontal direction obtained by using finite element method as the location of the supporting members of the valve frame changed stress distribution change was also studied on each model generated by changing the distance between the frame and supporting members. It was found that by using the valve tip horizontal displacement the minimum valve thickness could be obtained in order to prevent the gap between the valve tip and the frame wall.

병변이 있는 판막을 대체하기 위하여 사용되는 인공판막으로는 기계식 판막, 고분자 판막 등이 있는데 고분자 판막이 기계식보다 항혈전성이 우수하므로 폴리우레탄을 이용하여 많이 연구되고 있다. 고분자 판막에는 단엽식, 삼엽식, 젤리피쉬식 등으로 제작되어 연구되고 있는데 이중 단엽식 판막은 제작이 가장 간편하고 심실내 씻김현상이 실제와 유사하며 혈류의 소용돌이 현상을 감소시킨다고 보고되고 있다. 혈압 강하를 감소시키기 위하여 고분자 판막의 두께를 얇게 할때 판막이 프레임 위 정상접촉 위치로 부터 탈구현상이 발생한다. 이것을 방지하기 위하여 2개의 지지대를 설치하여 판막의 수직변위를 최소로 하는 지지대 최적위치를 구하고, 그때 판막 끝의 수평 변위 및 판막에서의 응력분포상태를 구한 결과 최적위치는 지지대에 의해 나눠지는 3영역의 폭이 각각 6.2mm, 4.7mm, 5.1mm 일때 이고, 그때 최대 처짐이 0.19mm, 수평 최대변위가 0.047mm 이고 최대 주응력이나 등가응력의 최대치는 판막이 지지대가 접착되는 부위와 비접착 부위의 불연속점에서 발생하여 이 값들은 판막 각 영역의 폭이 커지면 증가함을 알았다.

Keywords

References

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