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Fulltext available Open Access
Title: Designanalyse von endovaskulären Aortenprothesen
Other Titles: Design analysis of EVAR
Language: German
Authors: Gebert de Uhlenbrock, Anne 
Keywords: EVAR, Aneurysma, Stentgraft, Aortenprothese, Migration, Leckage, Endotension, Designanalyse;EVAR, aneurysm, stent graft, migration, endoleckage, endotension, design analysis
Issue Date: 2009
Examination Date: 18-Nov-2008
Abstract (german): In den letzten Jahren hat sich die endovaskuläre Versorgung von abdominalen Aorten-Aneurysmen mittels Stentgrafts neben der konventionellen, offenen Operation als Alternativverfahren zur Vermeidung einer Gefäßruptur etabliert. Das erkrankte Gefäß wird durch eine Schlauchprothese überbrückt und somit vom systemischen Druck abgeschirmt. Trotz der Weiterentwicklung von endovaskulären Aortenprothesen in den letzten 15 Jahren weist die minimal-invasive Versorgung noch eine Re-Interventionsrate von 20% innerhalb von 4 Jahren auf. Mangelnde Abdichtung und Migration der Prothesen zählen zu den häufigsten Versagensursachen. In dieser Arbeit wurden Faktoren für das Versagen von Stentgrafts identifiziert, Grundlagen zur Testung dieser Prothesen gelegt sowie Designkriterien zur Weiterentwicklung dieser Prothesen abgeleitet. Auf Grundlage von klinischen Daten, Experimenten und Berechnungen wurde eine Bestimmung und Beurteilung von Migrations- und Abdichtungsparameter qualitativ und quantitativ ermöglicht. In 80% der untersuchten Patienten waren ein Fixierungsverlust infolge einer Gefäßdilatation oder das Abknicken der Prothese verantwortlich für die Migration der Prothesen. Es wurde gezeigt, dass die Permeabilität von Thrombus zu einem erhöhten Druck im Aneurysmasack und somit zu einem Versagen der Behandlung bei wasserdurchlässigen Prothesen und kurzen Fixierungszonen führt. Endoleckagen II verursachen eine Wiederbelastung der Gefäßwand bis zu Werten des systemischen Drucks und führen häufig zum Anwachsen des Aneurysmas. Aufgrund der hohen Inzidenz dieser Leckage wurde ein neues Prothesendesign in Form einer dünnen, überdimensionierten Membran entwickelt, welche einen Verschluss der Kollateralen ermöglicht. Erste Ergebnisse zeigten, dass durch das Auskleiden des Aneurysmas eine verbesserte Abdichtung des Aneurysmas im Vergleich zu einer Standardprothese und eine adäquate Fixierung im Gefäß erzielt werden.
Abstract (english): In recent years minimally-invasive endovascular surgery of abdominal aortic aneurysms by means of stentgrafts has emerged alongside conventional open surgery as an alternative procedure for the prevention of vessel rupture. The degenerated vessel is bridged by a tubular prosthesis and is thereby decoupled from the systemic pressure. Despite the continuous evolution of endovascular stentgrafts over the last 15 years minimally-invasive treatment still suffers a re-intervention rate of 20% within 4 years. Inadequate sealing and migration of the prostheses rank among the most frequent failure causes. In this study, factors of stentgraft failure were identified, basic principles for component testing were established and design criteria for the development of prostheses were derived. Based on clinical data, parametric and patient-specific in vitro experiments and on mathematical models, fixation and flow forces were related to occurrence of migration in individual patients. Based on in vitro permeability measurements of thrombus and clotted grafts an analytical model was used to investigate the role of the thrombus as a sealing medium against pressure build-up in the aneurysm sac. Additionally, the influence of retrograde flow through the collateral vessels into the bridged aneurysm (endoleak II) on the pressure acting in the aneurysm was analyzed. In 80% of the patient data examined, a loss of fixation due to vessel dilation in the fixation region, or kinking of the prosthesis, were responsible for migration of the prostheses. The permeability of the thrombus was found to be sufficiently high to lead to pressurisation of the aneurysm sac and thus to a failure of the treatment for a permeable prosthesis and short attachment zones. Endoleak II was found topotentially lead to re-pressurization of the vessel wall up to the systemic pressure and was frequently found to be the cause for dilatation of the aneurysm clinically. Due to the high incidence of this leakage type a new design was proposed, to completely seal the collateral vessels by means of a thin, oversized membrane. It was demonstrated that sealing of the aneurysm was improved in comparison to a standard prosthesis and appropriate fixation stability could be achieved with the new implant design.
URI: http://tubdok.tub.tuhh.de/handle/11420/716
DOI: 10.15480/882.714
Institute: Biomechanik M-3 
Faculty: Maschinenbau
Type: Dissertation
Advisor: Morlock, Michael 
Thesis grantor: Technische Universität Hamburg
License: http://doku.b.tu-harburg.de/doku/lic_mit_pod.php
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