ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

ĐẶNG ĐÌNH NHẬT

THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MẪU STENT

Chuyên ngành: Kỹ thuật cơ khí
Mã số:60 52 01 03

LUẬN VĂN THẠC SĨ

TP. HỒ CHÍ MINH, 2018


CƠNG TRÌNH ĐƯỢC HỒN THÀNH TẠI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA –ĐHQG -HCM

Cán bộ hướng dẫn khoa học: TS. Trần Nguyên Duy Phương
Cán bộ chấm nhận xét 1: PGS.TS. Phạm Huy Hoàng
Cán bộ chấm nhận xét 2: TS. Trương Nguyễn Luân Vũ
Luận văn thạc sĩ được bảo vệ tại Trường Đại học Bách Khoa, ĐHQG Tp.
HCM, ngày 13 tháng 7 năm 2018
Thành phần Hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ gồm:
(Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị của Hội đồng chấm bảo vệ luận văn thạc sĩ)
1. PGS.TS. Trần Doãn Sơn

Chủ tịch HĐ

2. TS. Trương Quốc Thanh

Thư ký HĐ

3. PGS.TS. Phạm Huy Hoàng

UV phản biện 1

4. TS. Trương Nguyễn Luân Vũ

UV phản biện 2

5. PGS. TS. Bùi Trọng Hiếu

Ủy viên

Xác nhận của Chủ tịch Hội đồng đánh giá LV và Trưởng Khoa quản lý
chuyên ngành sau khi luận văn đã được sửa chữa (nếu có).
CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG

PGS. TS. Trần Dỗn Sơn

TRƯỞNG KHOA CƠ KHÍ


ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

Độc lập - Tự do - Hạnh phúc


NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ
Họ tên học viên: ĐẶNG ĐÌNH NHẬT

MSHV: 1670752

Ngày, tháng, năm sinh: 09/09/1992

Nơi sinh: Đồng Nai

Chuyên ngành: Kỹ thuật Cơ khí

Mã số : 60520103

I. TÊN ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MẪU STENT
II. NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG:

− Xây dựng mơ hình 3D stent và phân tích phần tử hữu hạn stent.
− Đưa ra thiết kế tốt nhất của một số dạng stent, mà đáp ứng được một số yêu
cầu cụ thể.
− Chế tạo mẫu stent bằng phương pháp đan lưới hoặc phương pháp gia công cắt
laser bằng thiết bị tại Việt Nam.
III. NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: 15/01/2018
IV. NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 17/6/2018
V. CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: TS. Trần Nguyên Duy Phương
Tp. HCM, ngày 25 tháng 9 năm 2018
CÁN BỘ HƯỚNG DẪN

CHỦ NHIỆM BỘ MÔN
ĐÀO TẠO


TS. Trần Anh Sơn

TS. Trần Nguyên Duy

Phương
TRƯỞNG KHOA CƠ KHÍ


LUẬN VĂN THẠC SĨ

GVHD: TS. Trần Nguyên Duy Phương

LỜI CẢM ƠN
Lời đầu tiên tôi xin cảm ơn Thầy TS. Trần Nguyên Duy Phương đã hướng dẫn
trong suốt quá trình nghiên cứu luận văn này. Vì đây là một đề tài còn mới tại Việt
Nam, nên những lời khuyên và các tài liệu nghiên cứu của thầy đã giúp đỡ tôi rất
nhiều trong quá trình thực hiện, đảm bảo tiến độ của luận văn “Thiết kế Stent”.
Luận văn này là sự nổ lực của bản thân, nhưng đó cịn là sự giúp đỡ và hướng
dẫn tận tình của giảng viên hướng dẫn. Tôi xin gửi lời cám ơn chân thành đến thầy
Trần Nguyên Duy Phương, người đã theo sát và hỗ trợ trong suốt q trình thực hiện,
khơng chỉ là kiến thức chun mơn, kinh nghiệm là việc mà cịn là sự động viên,
khích lệ tinh thần.
Đồng thời, tơi cũng xin cảm ơn q Thầy/Cơ trong khoa Cơ Khí đã tham gia
giảng dạy chương trình Thạc sĩ trong thời gian tơi theo học ở trường. Thầy/Cô đã
trang bị cho tôi những kiến thức để có thể hồn thành luận văn.
Cuối cùng, xin gửi lời biết ơn sâu sắc đến tất cả những người thân trong gia
đình, bạn bè, đồng nghiệp (nơi tôi đang làm việc) đã luôn thông cảm, giúp đỡ, tạo
điều kiện và động viên trong quá trình học tập và nghiên cứu tại trường đại học Bách
khoa TP.HCM.

Tôi xin chân thành cảm ơn!
Tp. Hồ Chí Minh, 14 tháng 6 năm 2018
Học Viên

Đặng Đình Nhật

HVTH: Đặng Đình Nhật

Trang 1


LUẬN VĂN THẠC SĨ

GVHD: TS. Trần Ngun Duy Phương

TĨM TẮT
Tóm tắt: Stent là thiết bị y sinh hỗ trợ mở rộng và duy trì mở rộng trong lịng
mạch bị hẹp. Thiết kế khung đỡ (stent), quá trình thiết kế bắt đầu bằng việc đề suất
mơ hình 3D của stent. Dựa trên thiết kế 3D ban đầu này, một số mô phỏng và phân
tích bền sẽ được thực hiện. Các quá trình trên kết hợp với việc phân tích khả năng
chế tạo sẽ đưa ra thiết kế khả thi, đáp ứng được các yêu cầu cơ y sinh cũng như đảm
bảo khả năng triển khai chế tạo.
Từ khóa: Khung đỡ, Stents, Comsol Multiphysics.

ABSTRACT
Stent is a biomedical instrument that supports the expansion and maintenance
of narrowed veins. As a stent, the design process begins by proposing a 3D model of
the stent. Based on this initial 3D design, a number of simulation and endurance
analyzes will be made. These processes, coupled with an analysis of manufacturing
capabilities, will provide a feasible design that meets biomedical requirements as well

as assurance of manufacturing capabilities.
Keywords: Support frame, Stents, Comsol Multiphysics

HVTH: Đặng Đình Nhật

Trang 2


LUẬN VĂN THẠC SĨ

GVHD: TS. Trần Nguyên Duy Phương

LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan luận văn thạc sĩ “Thiết kế và chế tạo mẫu stent” là cơng trình
nghiên cứu của riêng tôi. Các số liệu và tài liệu trong luận văn là trung thực và chưa
được công bố trong bất kỳ cơng trình nghiên cứu nào. Tất cả những tham khảo và kế
thừa đều được trích dẫn và tham chiếu đầy đủ.

Học viên

Đặng Đình Nhật

HVTH: Đặng Đình Nhật

Trang 3


LUẬN VĂN THẠC SĨ

GVHD: TS. Trần Nguyên Duy Phương


Mục lục
LỜI CẢM ƠN ..................................................................................................1
TÓM TẮT ........................................................................................................2
ABSTRACT .....................................................................................................2
LỜI CAM ĐOAN ............................................................................................3
DANH SÁCH HÌNH VẼ .................................................................................8
DANH SÁCH BẢNG BIỂU ..........................................................................14
1 TỔNG QUAN ..........................................................................................15
1.1

Giới thiệu về stent .............................................................................15

1.1.1 Định nghĩa....................................................................................15
1.1.2 Qui trình đặt stent ........................................................................16
1.2

Phân loại stent ...................................................................................18

1.2.1 Phân loại theo chức năng stent ....................................................19
1.2.2 Phân loại dựa theo phương pháp mở rộng: ..................................37
1.2.3 Phân loại theo dạng phôi ..............................................................39
1.2.4 Phân loại theo các kỹ thuật chế tạo Stent ....................................40
2 VẬT LIỆU THIẾT KẾ STENT ...............................................................44
2.1

Các đặc tính cần có của một stent lý tưởng:......................................44

2.2


Các loại vật liệu thông thường được sử dụng để chế tạo stent: ........44

2.2.1 Vật liệu cho stent không tự hủy ...................................................45
2.2.2 Vật liệu được sử dụng cho stent tự hủy .......................................47
2.2.3 Polymers ......................................................................................48

HVTH: Đặng Đình Nhật

Trang 4


LUẬN VĂN THẠC SĨ

GVHD: TS. Trần Nguyên Duy Phương

2.2.4 Vật liệu phủ khác .........................................................................48
3 CÁC YÊU CẦU KỸ THUẬT..................................................................50
3.1

Các yêu cầu kỹ thuật của stent ..........................................................50

3.2

Các yêu cầu về kích thước, dung sai, độ nhám .................................50

3.3

Tiêu chuẩn kiểm tra stent của FDA (Food and Drug Administration)
51


4 THIẾT KẾ HÌNH DÁNG STENT SỬ DỤNG PHẦN MỀM
SOLIDWORKS.........................................................................................................53
4.1

Xây dựng mơ hình .............................................................................53

5 MỘT SỐ PHÂN TÍCH VỀ ỨNG SUẤT VÀ BIẾN DẠNG SỬ DỤNG
COMSOL MULTIPHYSICS ....................................................................................61
5.1

Phân tích biến dạng: q trình giãn nỡ khi đặt stent .........................61

5.1.1 Mơ hình stent 3D .........................................................................61
5.1.2 Vật liệu SUS316L ........................................................................62
5.1.3 Giới thiệu về phẫu thuật đặt stent ................................................62
5.1.4 Thực hiện .....................................................................................64
5.1.5 Kết quả .........................................................................................70
5.2
mạch

Phân tích bền: Stent sau khi đặt và rút bóng mở rộng đối với thành
71

5.2.1 Thực hiện .....................................................................................72
5.2.2 Kết quả .........................................................................................74
6 Các Phương Pháp Chế Tạo ......................................................................76
6.1

Phương pháp cắt Laser ......................................................................76


6.1.1 Giới thiệu sơ lược về phương pháp cắt laser [10] .......................76

HVTH: Đặng Đình Nhật

Trang 5


LUẬN VĂN THẠC SĨ

GVHD: TS. Trần Nguyên Duy Phương

6.1.2 Những lợi thế của cắt laser ..........................................................77
6.1.3 Các cơ chế cắt laser......................................................................78
6.1.4 Những tiêu chí chất lượng trong cắt stent bằng laser ..................79
6.1.5 Các thơng số q trình ảnh hưởng đến việc cắt stent laser ..........80
6.1.6 Tiến bộ và phát triển trong công nghệ cắt Stent bằng laser .........86
6.1.7 Phương pháp cải thiện quá trình cắt stent bằng laser ..................87
6.2

Giới thiệu phương pháp tạo hình stent có sử dụng in 3D .................88

6.2.1 Giới thiệu công nghệ SLM ..........................................................89
6.2.2 Yêu cầu thiết kế hình học stent ....................................................93
6.2.3 Vật liệu chế tạo stent theo công nghệ SLM .................................94
6.2.4 Tiến hành in tạo mẫu stent trên máy SLM ..................................95
6.2.5 Giới thiệu phần mềm mô phỏng ..................................................96
6.2.6 Sử dụng phần mềm để mô phỏng ................................................96
6.3

Chế tạo bằng phương pháp đan lưới .................................................97


6.3.1 Quy trình chế tạo stent dạng đan lưới ..........................................97
6.3.2 Chế tạo mẫu thử bằng phương pháp đan lưới ............................102
7 XỬ LÝ BỀ MẶT STENT SAU KHI TẠO HÌNH.................................105
7.1

Tẩy axit ............................................................................................105

7.2

Ủ ......................................................................................................106

7.3

Làm sạch bề mặt ..............................................................................107

7.3.1 Làm sạch bề mặt bằng phương pháp Microblasting ..................107
7.3.2 Làm sạch bằng sóng siêu âm. ....................................................109

HVTH: Đặng Đình Nhật

Trang 6


LUẬN VĂN THẠC SĨ

GVHD: TS. Trần Nguyên Duy Phương

7.4


Đánh bóng điện hóa bề mặt .............................................................110

7.5

Thụ động hóa bề mặt .......................................................................112

7.6

Khử trùng, tiệt khuẩn.......................................................................112

8 MỘT SỐ QUY TRÌNH CHẾ TẠO STENT ..........................................114
8.1

Quy trình chế tạo stent có sử dụng cơng nghệ cắt laser ..................114

8.2

Quy trình chế tạo stent có sử dụng cơng nghệ in 3D SLM .............114

8.3

Quy trình chế tạo stent bằng phương pháp đan lưới .......................115

8.4

Quy trình chế tạo stent bằng cơng nghệ hình sin liên tục ...............115

DANH MỤC CÁC CƠNG TRÌNH ĐÃ CƠNG BỐ ...................................117
TÀI LIỆU THAM KHẢO............................................................................118
PHẦN LÝ LỊCH TRÍCH NGANG..............................................................120


HVTH: Đặng Đình Nhật

Trang 7


GVHD: TS. Trần Nguyên Duy Phương

LUẬN VĂN THẠC SĨ

DANH SÁCH HÌNH VẼ
Hình 1-1 Stent Zotarolimus (Endeavour) - stent động mạch. (A) Stent ban đầu
chưa được sử dụng. (B) Stent đã mở rộng bởi bóng giãn nở. (C) Lấy bóng giãn nỡ và
dây dẫn ra khỏi stent. (D) Stent đã triển khai [1]. .....................................................15
Hình 1-2 Stent kim loại tự mỡ rộng của hãng Everflex [3] ...........................16
Hình 1-3 Sự hình thành xơ vữa mạch máu. [4]..............................................16
Hình 1-4 Tiến trình thực hiện việc đặt stent mạch vành (stent được mở rộng
bằng bóng) [4] ...........................................................................................................17
Hình 1-5 Tỷ lệ tái hẹp (A) và huyết khối (B) lên đến 2 năm đối với stent kim
loại trần (BMS), stent phủ thuốc thế hệ cũ (o-DES) và stent phủ thuốc thế hệ mới (nDES) [5] ....................................................................................................................18
Hình 1-6 Stent trần kim loại- Palmaz schatz [7] ............................................20
Hình 1-7 Các loại stent trần kim loại đầu tiênError! Bookmark not defined.
Hình 1-8 Stent phủ thuốc thế hệ thứ nhất- Stent Cypher ...............................22
Hình 1-9 Stent phủ thuốc thế hệ thứ hai- Stent Xience V .............................23
Hình 1-10 Stent phủ thuốc thế hệ thứ ba- Stent Absorb ................................25
Hình 1-11 Stent thế hệ thứ ba Biotronik ........................................................25
Hình 1-12 Stent thực quản được đưa vào cơ thể người .................................26
Hình 1-13 Stent thực quản trần ......................................................................27
Hình 1-14 Stent được phủ một phần ..............................................................28
Hình 1-15 Stent thực quản phủ lớp tồn bộ ...................................................28

Hình 1-16 Các stent thực quản hiện nay trên thị trường ................................28
Hình 1-17 Stent Dumon .................................................................................30
Hình 1-18 Stent Hood ....................................................................................30
Hình 1-19 Stent Wallstent ..............................................................................30

HVTH: Đặng Đình Nhật

Trang 8


LUẬN VĂN THẠC SĨ

GVHD: TS. Trần Nguyên Duy Phương

Hình 1-20 Stent Polyflex................................................................................30
Hình 1-21 Stent Ultraflex...............................................................................30
Hình 1-22 Stent Dynamic ..............................................................................30
Hình 1-23 Stent được đặt trong phế quản ......................................................31
Hình 1-24 Đặt stent động mạch cảnh .............................................................33
Hình 1-25 Stent động mạch cảnh Everflex ....................................................34
Hình 1-26 Đặt stent trong mạch máu não ......................................................35
Hình 1-27 Stent TESENT Libre ....................................................................36
Hình 1-28 Stent được đặt hỗ trợ trong chứng phình động mạch ...................36
Hình 1-29 Đặt stent mạch ngoại biên ............................................................37
Hình 1-30 Đặt stent mạch ngoại biên ............................................................37
Hình 1-31 Stent được mở rộng bằng túi bóng ...............................................38
Hình 1-32 Stent tự mở rộng- Stent VascuFlex® Peripheral ..........................39
Hình 1-33 Stent Symphony, chế tạo bằng cách hàn dây nitinol ....................41
Hình 1-34 Stent Wall chế tạo bằng cách bện từ dây hợp kim coban .............41
Hình 4-1 Resolute Integrity Stent ..................................................................53

Hình 4-2 Biên dạng của stent theo mặt phẳng ...............................................53
Hình 4-3 Kích thước bề rộng của Stent .........................................................54
Hình 4-4 Dạng Surface của một mắt lưới stent .............................................54
Hình 4-5 Thanh nối các mắt của stent qua lenh Surface-Loft .......................55
Hình 4-6 Lệnh Linear Pattern ........................................................................55
Hình 4-7 Một mắt stent hoàn chỉnh sau khi ghép các surface .......................56

HVTH: Đặng Đình Nhật

Trang 9


LUẬN VĂN THẠC SĨ

GVHD: TS. Trần Nguyên Duy Phương

Hình 4-8 Lệnh Mirror ....................................................................................56
Hình 4-9 Surface dạng tấm của stent .............................................................57
Hình 4-10 Surface dạng hồn chỉnh của stent ...............................................57
Hình 4-11 Stent sau khi thực hiện lệnh Thinken ...........................................58
Hình 4-12 Stent hồn chỉnh ...........................................................................58
Hình 4-13 Mẫu 2 ............................................................................................59
Hình 4-14 Mẫu Cypher ..................................................................................59
Hình 4-15 Mẫu in 3D .....................................................................................60
Hình 5-1 Mơ hình 1 phần của stent ................................................................62
Hình 5-2 Mơ hình stent ..................................................................................62
Hình 5-3 Qui trình đặt stent ...........................................................................63
Hình 5-4 Model Wizard .................................................................................65
Hình 5-5 Select Physic ...................................................................................65
Hình 5-6 Import mơ hình vào Comsol ...........................................................66

Hình 5-7 Dạng vật liệu ...................................................................................66
Hình 5-8 Cài đặt thơng số vật liệu SUS316L ................................................67
Hình 5-9 Điều kiện lực tác dụng ....................................................................67
Hình 5-10 Xác định biến central(x) ...............................................................68
Hình 5-11 Xác định biến distal(x) .................................................................68
Hình 5-12 Các biến cần tìm "Dogboning " và "Foreshoten" .........................69
Hình 5-13 Chia lưới .......................................................................................69
Hình 5-14 Chạy phân tích ..............................................................................70

HVTH: Đặng Đình Nhật

Trang 10


LUẬN VĂN THẠC SĨ

GVHD: TS. Trần Nguyên Duy Phương

Hình 5-15 t(102)=1.01 s Surface: von Mises stress, Gauss-point evaluation
(N/m2) - Ứng suất bề mặt .........................................................................................70
Hình 5-16 t(102)=1.01 s Surface: Effective plastic strain - Biến dạng bề mặt
...................................................................................................................................71
Hình 5-17 Ứng suất chính lớn nhất (MPa) trong các đoạn mạch có mảng bám
sau khi stent được đặt trong trường hợp hẹp ban đầu: (a) 40%, (b) 50% và (c) 60%
[9] ..............................................................................................................................72
Hình 5-18 Lấy lại mơ hình đã biến dạng của stent sau khi bóng mở rộng ....72
Hình 5-19 Xuất ra file riêng để sử dụng tính tốn sau này ............................73
Hình 5-20 Mơ hình được import vào comsol ................................................73
Hình 5-21 Import mơ hình, cài đặt thơng số vật liệu và đặt điều kiện biên...74
Hình 5-22 Surface: Von Mises Stress, Gauss-point evaluation (N/m2) – Ứng

suất bề mặt.................................................................................................................74
Hình 5-23 Total displacement (m) - Biến dạng bề mặt .................................75
Hình 6-1 Sơ đồ của quá trình cắt laser [10] ...................................................77
Hình 6-2 Các phương pháp cắt laser: (a) cắt nóng chảy, (b) cắt hợp phản ứng
và (c) cắt hóa hơi .......................................................................................................78
Hình 6-3 Vùng ảnh hưởng nhiệt và rãnh cắt ..................................................79
Hình 6-4 Mối liên hệ giữa độ nhám bề mặt trung bình và năng suất đỉnh xung
[12] ............................................................................................................................81
Hình 6-5 Mối liên hệ giữ độ nhám bề mặt trung bình với tần số xung [13] ..82
Hình 6-6 Sơ đồ của các xung chồng lên nhau [14] ........................................83
Hình 6-7 Ảnh SEM của hai giá trị PO sau một lần quét, (a) PO=99% và (b)
PO=14% [14] ............................................................................................................83
Hình 6-8 Ảnh hưởng của tốc độ cắt tới độ rộng của rãnh cắt ........................84

HVTH: Đặng Đình Nhật

Trang 11


LUẬN VĂN THẠC SĨ

GVHD: TS. Trần Nguyên Duy Phương

Hình 6-9 Cắt stent bằng laser Nd-YAG: (a) vùng cắt, (b) bề mặt bên ngoài và
(c) bề mặt bên trong,được phủ một lớp oxit và xỉ.....................................................87
Hình 6-10 Ảnh hưởng nhiệt tới vùng đối diện của ống. ................................87
Hình 6-11 Mẫu stent in 3D [14] .....................................................................89
Hình 6-12 Ngun lý gia cơng SLM [19] ......................................................90
Hình 6-13 Cấu tạo điển hình của máy SLM [22]...........................................90
Hình 6-14 Hoạt động của gương Galvano [22] .............................................91

Hình 6-15 Quá trình và thơng số ảnh hưởng đến phương pháp SLS/SLM ...92
Hình 6-16 Tối ưu thiết kế ...............................................................................94
Hình 6-17 Vị trí khơng cần sử dụng lớp đỡ hỗ trợ ........................................94
Hình 6-18 Cấu trúc tế vi bột Co-Cr ...............................................................95
Hình 6-19 Các bước cơ bản mơ phỏng qúa trình ...........................................97
Hình 6-20 Hướng xây dựng mơ hình stent theo trục thẳng đứng ( Oz) .........97
Hình 6-21 Quy trình chế tạo stent lưới ..........................................................98
Hình 6-22 Các lớp zigzag đơn lẻ ...................................................................98
Hình 6-23 Đan theo dạng hình trụ .................................................................99
Hình 6-24 Hình ảnh stent dạng đan lưới ........................................................99
Hình 6-25 Đồ gá hình trụ .............................................................................100
Hình 6-26 Thực hiện việc đan lưới dựa theo đồ gá đã có ............................100
Hình 6-27 Tháo các trụ nhỏ .........................................................................101
Hình 6-28 Thực hiện gia nhiệt sản phẩm .....................................................101
Hình 6-29 Làm sạch bề mặt của sản phẩm ..................................................102
Hình 6-30 Làm sạch và đánh bóng bằng phương pháp micro .....................102

HVTH: Đặng Đình Nhật

Trang 12


LUẬN VĂN THẠC SĨ

GVHD: TS. Trần Nguyên Duy Phương

Hình 6-31 Trụ chính cho việc đan lưới ........................................................103
Hình 6-32 Đồ gá thiết kế hồn chỉnh ...........................................................104
Hình 7-1 Cấu trúc Stent sau khi tẩy axit ......................................................105
Hình 7-2 Cấu trúc Stent sau khi ủ. ...............................................................106

Hình 7-3 Làm sạch bề mặt bằng Microblasting ...........................................107
Hình 7-4 Nguyên lý làm sạch Microblasting ...............................................108
Hình 7-5 Các bề mặt trước và sau khi xử lý ................................................108
Hình 7-6 Quá trình làm sạch bằng sóng siêu âm .........................................109
Hình 7-7 Ngun lý q trình đánh bóng điên hóa [23] ..............................110
Hình 7-8 Độ nhám được giảm sau khi đánh bóng [23] ...............................111
Hình 7-9 Máy thụ động hóa bề mặt 386P ....................................................112
Hình 7-10 Nguyên lý tiệt khuẩn...................................................................113
Hình 8-1 Quy trình chế tạo stent của hãng Norman Noble, Inc ..................114
Hình 8-2 Quy trình chế tạo theo phương pháp in 3D SLM .........................115
Hình 8-3 Quy trình chế tạo stent bằng phương pháp đan lưới.....................115
Hình 8-4 Quy trình chế tạo stent mạch vành của cơng ty Metronic, Inc .....116
Hình 8-5 Quy trình chế tạo stent bằng cơng nghệ hình sin liên tục Continuous
Sinusoid Technology (CST) ....................................................................................116

HVTH: Đặng Đình Nhật

Trang 13


GVHD: TS. Trần Nguyên Duy Phương

LUẬN VĂN THẠC SĨ

DANH SÁCH BẢNG BIỂU
Bảng 1-1 Phân loại stent theo chức năng .......................................................19
Bảng 1-2 Sự kiện trong lịch sử phát triển stent mạch vành [8] .....................19
Bảng 1-3 Một số loại stent khí- phế quản ......................................................29
Bảng 1-4 So sánh hai phương pháp mở rộng stent ........................................39
Bảng 1-5 Bảng tổng hợp Stent .......................................................................41

Bảng 2-1 Đặc tính các vật liệu dùng để chế tạo stent thơng thường .............45
Bảng 3-1 Yêu cầu về kích thước, dung sai, độ nhám của ống sử dụng trong
chế tạo stent ...............................................................................................................50
Bảng 3-2 Tiêu chuẩn của FDA về kiểm tra thiết kế stent ..............................51
Bảng 5-1 Thông số vật liệu chế tạo stent .......................................................62
Bảng 5-2 Biến dạng đàn hồi – phục hồi khi bóng khí thu lại của stent .........71
Bảng 6-1 Đặc trưng của các thông số cắt bằng laser Nd: YAG ....................86
Bảng 6-2 Thơng số thành phần hóa học các ngun tố trong Co-Cr .............95

HVTH: Đặng Đình Nhật

Trang 14


LUẬN VĂN THẠC SĨ

GVHD: TS. Trần Nguyên Duy Phương

1 TỔNG QUAN
1.1 Giới thiệu về stent
1.1.1 Định nghĩa

Stent là một khung đỡ bằng kim loại được đặt trong lòng động mạch, các cơ
quan dạng ống (thực quản, khí quản, phế quản,…) nhằm mục đích mở rộng lịng
mạch bị hẹp và giữ nó khơng bị hẹp lại.
Stent thường được định nghĩa có cấu trúc hình ống nhỏ được cấy vào cấy vào
vị trí lịng mạch bị tắc hẹp thơng qua thủ thuật can thiệp mạch vành qua da hoặc nong
mạch vành. Cung cấp khung đỡ cho các mạch máu bị hẹp để phục hồi hình dạng và
điều kiện dịng chảy trong các mạch máu này là chức năng chính của stents. Cấu trúc
khung đỡ của stents có thể hỗ trợ mơ và mảng bám với các thành mạch (Hình 1-1).

Những Stent phát triển gần đây có thể tích hợp chức năng phủ thuốc, ví dụ như
đối với mạch vành, có tác dụng ngăn ngừa tiến triển của lớp nội mạc gây tắc động
mạch, qua đó làm giảm đáng kể tỷ lệ tái hẹp sau can thiệp động mạch vành và tỷ lệ
tái hẹp vành sau khi đặt stent thuốc thấp hơn đáng kể so với stent thường.

Hình 1-1 Stent Zotarolimus (Endeavour) - stent động mạch. (A) Stent ban đầu chưa
được sử dụng. (B) Stent đã mở rộng bởi bóng giãn nở. (C) Lấy bóng giãn nỡ và dây
dẫn ra khỏi stent. (D) Stent đã triển khai [1].

HVTH: Đặng Đình Nhật

Trang 15


LUẬN VĂN THẠC SĨ

GVHD: TS. Trần Nguyên Duy Phương

Có hơn 100 loại stents sẵn có trên thị trường, trong đó stent động mạch vành
là loại phổ biến nhất. Sổ tay năm 2002 về Stent mạch vành bao gồm 43 loại [2]. Thị
trường stent được ước tính vào khoảng 3 tỉ đô, và dự kiến sẽ tăng gấp đôi với sự phát
triển của các stent phủ thuốc thế hệ mới, có thể nhận thấy đây là một thị trường không
mới, nhưng tương lai nghiên cứu và phát triển rất rộng đòi hỏi trình độ khoa học kỹ
thuật cao.

Hình 1-2 Stent kim loại tự mỡ rộng của hãng Everflex [3]
1.1.2 Qui trình đặt stent

Nói về bệnh lý, xơ vữa động mạch là một trong những nguyên nhân chủ yếu
gây chết người trên thế giới. Nếu mạch máu bị hẹp sẽ dẫn đến thiếu oxy nuôi dưỡng

các cơ quan và các mô của cơ thể, đặc biệt là tim và não bộ. Ngoài ra, hẹp mạch máu
do xơ vữa dễ dẫn đến tình trạng chổ hẹp áp suất lớn, cộng với kết cấu mạch máu bị
thay đổi, cực kì dễ gây ra vỡ mạch máu. Hình phía dưới mơ tả mạch máu bị hẹp do
xơ vữa động mạch.

Hình 1-3 Sự hình thành xơ vữa mạch máu. [4]

HVTH: Đặng Đình Nhật

Trang 16


LUẬN VĂN THẠC SĨ

GVHD: TS. Trần Nguyên Duy Phương

Ví dụ qui trình đặt stent – đối với stent đặt tại mạch vành (Hình 1-4)

Hình 1-4 Tiến trình thực hiện việc đặt stent mạch vành (stent được mở rộng bằng
bóng) [4]
Theo khảo sát của Giovanna Sarno, Bo Lagerqvist và các cộng sự [5] trên 94
384 ca cấy ghép stent (BMS, n=64 631; o-DES, n=19 202; n-DES, n=10 551) ở Thụy
Điển từ 11/2006 đến 10/2010. Tất cả các trường hợp huyết khối xác định (definite
stent thrombosis (ST) và tái hẹp đều được ghi chép lại bởi cơ quan Swedish Coronary
Angiography and Angioplasty Registry (SCAAR).
Nhóm stent kim loại trần (Bare metal stent – BMS): Multilink, Multilink
MiniVision, và Flexmaster (Abbott Laboratories), Driver and Micro Driver coronary
(Medtronic Inc.), Liberte´ (Boston Scientific Corporation), Braun Coroflex Blue
(B.Braun Melsungen AG, Germany), và Chrono stent (CID, Saluggia, Italy).
Nhóm stent phủ thuốc thế hệ cũ (Older generation drug eluting stent – o-DES):

Cypher và Cypher Select (Cordis Corporation, Miami, FL, USA), Taxus Express và
Taxus Liberte´ (Boston Scientific Corporation), và Endeavor (Medtronic Inc.).
Nhóm stent phủ thuốc thế hệ mới (New generation drug eluting stent – oDES): Endeavor Resolute (Medtronic Inc.), XienceV, Xience Prime (Abbott
Laboratories), và Promus and Promus Element (Boston Scientific Corporation).

HVTH: Đặng Đình Nhật

Trang 17


LUẬN VĂN THẠC SĨ

GVHD: TS. Trần Nguyên Duy Phương

Kết quả cho thấy, đặt stent mạch vành qua da (PCI) với n-DES, nguy cơ tái
hẹp thấp hơn 38%, nguy cơ huyết khối thấp hơn 43% và nguy cơ tử vong thấp hơn
23% so với o-DES, đối với dân số thế giới thực tế.
Ngồi ra, kết quả cịn cho thấy tỷ lệ tái hẹp lần lượt ở 1 và 2 năm, là 6,3 và
7,4% ở nhóm BMS, 4,0 và 5,8% ở nhóm o-DES, và 2,8 và 3,9% ở nhóm n-DES (Hình
1-5 Hình 1-5A).
Tỷ lệ huyết khối (ST) lần lượt ở 1 và 2 năm tương ứng là 1,2 và 1,4% ở nhóm
BMS, 0,9 và 1,3% ở nhóm o-DES, và 0,5 và 0,6% ở nhóm n-DES (Hình 1-5B).

Hình 1-5 Tỷ lệ tái hẹp (A) và huyết khối (B) lên đến 2 năm đối với stent kim loại
trần (BMS), stent phủ thuốc thế hệ cũ (o-DES) và stent phủ thuốc thế hệ mới (nDES) [5]
Dù là với loại stent nào, thì yếu tố quan trọng nhất quyết định tuổi thọ của một
stent chính là việc tuân thủ điều trị và thay đổi lối sống lành mạnh sau đặt stent của
người bệnh. Điều này có thể giúp bạn chung sống khỏe mạnh với một stent mạch
vành trong nhiều năm, thậm chí là vĩnh viễn mà không cần phải can thiệp lại.
1.2 Phân loại stent

Stent được phân loại dựa vào những tiêu chí:
•
•
•
•

Chức năng của stent
Cách thức mở rộng của stent
Theo dạng phôi
Kỹ thuật chế tạo

HVTH: Đặng Đình Nhật

Trang 18


GVHD: TS. Trần Nguyên Duy Phương

LUẬN VĂN THẠC SĨ

1.2.1 Phân loại theo chức năng stent

Dựa vào chức năng của mỗi loại stent trên cơ thể, ta tổng hợp Bảng 1-1
Bảng 1-1 Phân loại stent theo chức năng
Stent
Stent mạch vành
Stent thực quản
Stent khí quản
Stent phế quản
Stent mạch máu ngoại

biên (động mạch chân,
tay,…)
Stent động mạch cảnh
Stent mạch máu não

Chức năng
Nong mạch vành giúp việc lưu thông
máu được đảm bảo
Mở rộng thực quản bị tắc nghẽn
Mở rộng khí quản
Mở rộng phế quản
Nong mạch máu bị hẹp, đảm bảo lưu
lượng máu cung cấp cho chân, tay,…

Đường kính (mm)
25

Đảm bảo lượng máu lưu thơng tới não
Khắc phục các bệnh tắc mạch máu não,
phình mạch máu não

1620
1820
1012
46.5

58
2.55

1.2.1.1 Stent mạch vành

Phương pháp nong mạch, lần đầu được đưa ra khái niệm bới Dotter và Judkins
vào năm 1964, và lần đầu tiên được thực hiện bởi Andreas Gruntzig năm 1977 [6].
Stent mạch vành phát triển vào giữa những năm 1980, từ đó từng bước tiến bộ vượt
bậc trong thiết kế [7]. Các sự kiện mốc trong lịch sử của stent phát triển được thể hiện
trong Bảng 1-2.
Bảng 1-2 Sự kiện trong lịch sử phát triển stent mạch vành [8]
Năm
1964

Người thực hiện
Dotter and Judkins

05/1977

Gruntzig and Myler

09/1977

Andreas Gruntzig

1979
1986

Geoffrey Hartzler
Sigwart and Puel

1991
1994

Cannon and Roubin

Serruys et al. and
Fischman et al.

HVTH: Đặng Đình Nhật

Mốc sự kiện
Mô tả khái niệm về nong mạch vành bằng thiết bị
cấy ghép
Ca nong mạch đầu tiên, trong phẩu thuật bắc cầu chủ
vành (CABG)
Ca nong mạch đầu tiên ở bệnh nhân tỉnh táo; cuộc
cách mạng trong phẩu thuật tim mạch can thiệp
Nong mạch bằng bóng khí điều trị AMI
Ca cấy ghép stent đầu tiên trong động mạch vành
của con người; cuộc cách mạng thứ hai trong phẩu
thuật tim mạch can thiệp
Nong mạch bằng stent đầu tiên để điều trị AMI
Xuất bản hai thử nghiệm mốc (Benestent và
STRESS) đầu tiên

Trang 19


GVHD: TS. Trần Nguyên Duy Phương

LUẬN VĂN THẠC SĨ

1994
1999


FDA
Eduardo Sousa

2002-2004 EME and FDA
2011

EME

Được FDA chấp thuận sử dụng stent
Stent thuốc đầu tiên (sirolimus) động mạch vành của
người; cuộc cách mạng thứ ba trong tim mạch can
thiệp
Phê duyệt stent Cypher và Taxus ở Châu Âu và Hoa
Kỳ
Phê duyệt stent tự hủy BVS ở châu Âu; cuộc cách
mạng thứ tư trong tim mạch can thiệp

Trải qua nhiều năm nghiên cứu và phát triển nhằm đáp ứng nhu cầu của người
bệnh. Stent mạch vành ngày nay gồm có các dạng chính sau:
•
•
•
•

Stent trần kim loại
Stent phủ thuốc thế hệ thứ nhất
Stent phủ thuốc thế hệ thứ hai
Stent phủ thuốc thế hệ thứ ba

Stent trần kim loại

Được làm bằng kim loại trần và không có các lớp phủ như các loại stent phủ
thuốc khác (Error! Reference source not found.). Nó chỉ có tác dụng nâng đỡ và
giữ cho động mạch vành không bị co lại sau khi tháo ống thông. Tuy nhiên, theo dõi
trong thời gian ngắn và dài hạn của stent kim loại trần cho thấy cho thấy tỷ lệ tái hẹp
(In-stent restenosis-ISR) trong khoảng 20-30%, do sự gia tăng và dịch chuyển của
các tế bào cơ trơn mạch máu (VSMC) trong stent [8].
Stent trần kim loại Palmaz schatz được thể hiện trong Hình 1-6
• Làm từ thép khơng gỉ 316L
• Được FDA công nhận trên người vào năm 1994

Hình 1-6 Stent trần kim loại- Palmaz schatz [7]

HVTH: Đặng Đình Nhật

Trang 20


LUẬN VĂN THẠC SĨ

GVHD: TS. Trần Nguyên Duy Phương

Hình 1-7 Các loại stent trần kim loại đầu tiên
Stent phủ thuốc thế hệ thứ nhất
Stent phủ thuốc thế hệ thứ nhất gồm: Cypher (phủ thuốc Sirolimus) (Hình 1-8)
và Taxus (phủ thuốc Paclitaxel). Thế hệ stent này được công nhận ở Hoa Kỳ vào năm
2003. Cho đến năm 2006, Hội nghị tim mạch Châu Âu ở Barcelona nổi lên vấn đề tử
vong và huyết khối trong stent của stent phủ thuốc thế hệ thứ nhất cao hơn so với
stent không phủ thuốc từ những nghiên cứu gộp. Ngoài ra, những báo cáo về huyết
khối trong stent sau đó và nhồi máu cơ tim sau khi ngưng kháng kết tập tiểu cầu kép
ở bệnh nhân đặt stent phủ thuốc thế hệ thứ nhất.

Nghiên cứu về mô bệnh học cho thấy lớp Polymer không tiêu của stent phủ
thuốc thế hệ thứ nhất có thể gây viêm mạc, phản ứng quá mẫn, tích tụ sợi fibrin và
hậu quả là nội mạc hóa thành mạch kém và gây huyết khối trong stent. Sau đó, nhiều
nghiên cứu lâm sàng được thực hiện so sánh stent phủ thuốc thế hệ thứ nhất và stent

HVTH: Đặng Đình Nhật

Trang 21


LUẬN VĂN THẠC SĨ

GVHD: TS. Trần Nguyên Duy Phương

không phủ thuốc: kết quả cho thấy không khác biệt về tử vong, nhưng tăng nguy cơ
huyết khối trong stent ở nhóm stent phủ thuốc thế hệ thứ nhất.
Tuy nhiên, sau đó FDA và các Hiệp Hội quyết định tăng thời gian sử dụng
chống ngưng tập tiểu cầu kép từ 1 năm lên 36 tháng ở bệnh nhân đặt stent phủ thuốc
thế hệ thứ nhất.

Hình 1-8 Stent phủ thuốc thế hệ thứ nhất- Stent Cypher
•
•
•
•
•
•

Loại: Bóng mở rộng; ống rãnh.
Nhà sản xuất: Cordis (J & J)

Thơng số kích thước: Chiều dài 8-33 mm; đường kính 2,50-4mm.
Kích thước cấu trúc: Hướng tâm, rộng 0.13 mm x dày 0,14mm.
Vật liệu: Thép 316 L không gỉ.
Thuốc phủ: Sirolimus

Stent phủ thuốc thế hệ thứ hai
Stent phủ thuốc thế hệ thứ hai có những tiến bộ trong thiết kế: khung stent
mỏng hơn (chủ yếu là hợp kim Co-Cr (Cobalt Chromium)) và lớp Polymer phủ thuốc
có tính khả dụng sinh học hoặc tự tiêu. Rất nhiều nghiên cứu lâm sàng và sau đó là
phân tích gộp về stent phủ thuốc thế hệ thứ hai.
Thế hệ stent phủ thuốc thứ hai (Drug Eluting Stent (DES)) bao gồm Endeavour
(Medtronic, Minneapolis, MN, USA), Resolute (Medtronic), Xience V (Hình 1-9)
(Abbot Vascular, Santa Clara, CA, USA) và Stents Promus (Boston Scientifc, USA)
sử dụng polimer bền (durable polymers-DP) sinh học tương thích hơn.

HVTH: Đặng Đình Nhật

Trang 22