Optimasi Desain Stent Cobalt-Chromium L605 Berlapis PLLA Dan Stent PLLA Untuk Memperoleh Fleksibilitas Tertinggi Menggunakan Metode Response Surface (RSM)

Adi Priansyah, Prof. Ir. Alva Edy Tontowi, M.Sc., Ph.D., IPU., ASEAN.Eng.

2025 | Tesis | S2 Teknik Industri

Pemasangan stent pada pembuluh darah menjadi metode untuk menangani penyakit penyempitan pembuluh darah jantung. Diantara jenis stent yaitu Bare Metal Stent, Bioabsorbable Polymer Stents dan Drug-Eluting Stents (DES). Bagi dokter, fleksibilitas stent pada kondisi crimped membantu mengurangi tekanan dorongan stent ke dinding pembuluh darah dan membantu dokter dalam memudahkan stent melewati tikungan pembuluh darah yang berkelok. Bagi pasien, fleksibilitas stent pada kondisi crimped membantu mengurangi daya tekan pada dinding pembuluh darah saat berada di posisi tikungan-tikungan arteri. Kemudian pada kondisi expand, fleksibilitas mengakomodasi gerakan radial dinding pembuluh darah akibat denyut jantung. Pengembangan stent yang memiliki curvature index yang lebih tinggi akan memungkinkan stent untuk lebih fleksibel dalam menyesuaikan dengan pembuluh darah yang berkelok, sementara von mises yang tetap dalam batas aman akan memastikan bahwa stent tetap stabil, lalu mempertimbangkan tidak adanya overlap antara segmen stent .

Penelitian ini bertujuan untuk mengoptimalkan desain stent CoCr berlapis PLLA dan stent PLLA murni guna mencapai fleksibilitas maksimal dengan memperhatikan batas tegangan von mises dan overlap stent. Penelitian ini dilakukan pada Coating stent (DES) dengan bahan CoCr L605 berlapis PLLA dan Bioabsorbable Polymer Stents berbahan PLLA murni, dengan desain strut mirror S><. Dua kondisi stent, crimped dan expanded dieksplorasi untuk mengukur perubahan sudut dan tegangan maksimum setelah diberikan momen. Simulasi momen dilakukan menggunakan software Abaqus 6.14, kemudian digunakan untuk model optimasi dengan Minitab 18 menggunakan metode response surface (RSM).

Optimasi dengan RSM menghasilkan curvature index (CI) sebesar 0,0546 rad/mm dan tegangan von mises (VM) sebesar 30,0 MPa untuk coating stent pada kondisi crimped melalui parameter desain momen sebesar 0,0061 N dan ketebalan 66,1716 ?m dengan rincian 61 ?m CoCr berlapis 5,1716 ?m PLLA .Untuk coating stent pada kondisi expanded, RSM memberikan CI sebesar 0,0952 rad/mm dan VM sebesar 49,50 MPa melalui parameter desain momen sebesar 0,0112 N dan ketebalan 67,6340 ?m dengan rincian 61 ?m CoCr berlapis 6,6340 ?m PLLA. Selanjutnya bioabsorbable polymer stent, Optimasi dengan RSM menghasilkan CI sebesar 0,0377 rad/mm dan VM sebesar 24,0 MPa untuk PLLA stent pada kondisi crimped melalui parameter desain momen sebesar 0,0056 N dan ketebalan 75,9423 ?m. Untuk PLLA stent pada kondisi expanded, RSM memberikan CI sebesar 0,0927 rad/mm dan VM sebesar 47,79 MPa melalui parameter desain momen sebesar 0,0124 N dan ketebalan 75,8579 ?m. 

The implantation of stents in blood vessels has become a widely used method for treating coronary artery disease caused by vessel narrowing. Among the various types of stents are Bare Metal Stents, Bioabsorbable Polymer Stents, and Drug-Eluting Stents (DES). For a doctor, the flexibility of a stent in its crimped condition helps reduce the force exerted on the vessel wall and facilitates the stent's navigation through curved arterial pathways. For patients, stent flexibility in the crimped state minimizes the compressive force on the vessel wall when positioned in arterial bends. In the expanded condition, flexibility accommodates the radial movement of the blood vessel walls due to heart pulsations. The development of stents with a higher curvature index enhances adaptability to tortuous arteries, while maintaining von Mises stress within safe limits ensures stent stability. Additionally, the design must consider the absence of overlap between stent segments to optimize performance.

This study aims to optimize the design of PLLA-coated CoCr stents and pure PLLA stents to achieve maximum flexibility while considering von Mises stress limits and stent overlap. The study focuses on Coating Stents (DES) made of CoCr L605 coated with PLLA and Bioabsorbable Polymer Stents made of pure PLLA, featuring a mirror S>< strut>

Optimization with RSM produces a curvature index (CI) of 0,0546 rad/mm and a von mises stress (VM) of 30,0 MPa for stent coating in crimped condition through moment design parameters of 0,0061 N and a thickness of 66,1716 ?m with details of 61 ?m CoCr coated with 5,1716 ?m PLLA. For stent coating in expanded condition, RSM provides a CI of 0,0952 rad/mm and a VM of 49,50 MPa through moment design parameters of 0,0112 N and a thickness of 67,6340 ?m with details of 61 ?m CoCr coated with 6,6340 ?m PLLA. Furthermore, bioabsorbable polymer stent, optimization with RSM produces CI of 0,0377 rad/mm and VM of 24,0 MPa for PLLA stent in crimped condition through moment design parameters of 0,0056 N and thickness of 75,9423 ?m. For PLLA stent in expanded condition, RSM provides CI of 0,0927 rad/mm and VM of 47,79 MPa through moment design parameters of 0,0124 N and thickness of 75,8579 ?m.

Kata Kunci : Stent, Curvature index, Fleksibilitas, Response surface method, Coating