@misc{10818/51851,
year = {6},
url = {http://hdl.handle.net/10818/51851},
abstract = {The material design of vascular grafts is required for their application in the health sector. The use of polyurethanes (PUs) in vascular grafts intended for application in the body appears to be adequate due to the fact that native tissues have similar properties as PUs. However, the influence of chemical structure on the biomechanics of PUs remains poorly described. The use of constitutive models, together with numerical studies, is a powerful tool for evaluating the mechanical behavior of materials under specific physiological conditions. Therefore, the aim of this study was to assess the mechanical properties of different PU mixtures formed by polycaprolactone diol, polyethylene glycol, and pentaerythritol using uniaxial tensile, strain sweep, and multistep creep-recovery tests. Evaluations of the properties were also recorded after samples had been soaked in phosphate-buffer saline (PBS) to simulate physiological conditions. A hyperelastic model based on the Mooney–Rivlin strain density function was employed to model the performance of PUs under physiological pressure and geometry conditions. The results show that the inclusion of polyethylene glycol enhanced viscous flow, while polycaprolactone diol increased the elastic behavior. Furthermore, tensile tests revealed that hydration had an important effect on the softening phenomenon. Additionally, after the hydration of PUs, the ultimate strength was similar to those reported for other vascular conduits. Lastly, hyperelastic models revealed that the compliance of the PUs showed a cyclic behavior within the tested time and pressure conditions and is affected by the material composition. However, the compliance was not affected by the geometry of the materials. These tests demonstrate that the materials whose compositions are 5–90–5 and 46.3–46.3–7.5 could be employed in the designs of vascular grafts for medical applications since they present the largest value of compliance, ultimate strength, and elongation at break in the range of reported blood vessels, thus indicating their suitability. Moreover, the polyurethanes were revealed to undergo softening after hydration, which could reduce the risk of vascular trauma.},
abstract = {El diseño material de los injertos vasculares es requerido para su aplicación en el sector salud. El uso de poliuretanos (PU) en injertos vasculares destinados a su aplicación en el cuerpo parece adecuado debido a que los tejidos nativos tienen propiedades similares a las PU. Sin embargo, la influencia de la estructura química en la biomecánica de las UP sigue estando poco descrita. El uso de modelos constitutivos, junto con estudios numéricos, es una poderosa herramienta para evaluar el comportamiento mecánico de materiales bajo condiciones fisiológicas específicas. Por lo tanto, el objetivo de este estudio fue evaluar las propiedades mecánicas de diferentes mezclas de PU formadas por policaprolactona diol, polietilenglicol y pentaeritritol mediante ensayos de tracción uniaxial, barrido de deformación y recuperación de fluencia de varios pasos. Las evaluaciones de las propiedades también se registraron después de sumergir las muestras en solución salina tamponada con fosfato (PBS) para simular las condiciones fisiológicas. Se empleó un modelo hiperelástico basado en la función de densidad de deformación de Mooney-Rivlin para modelar el rendimiento de las PU en condiciones fisiológicas de presión y geometría. Los resultados muestran que la inclusión de polietilenglicol mejoró el flujo viscoso, mientras que el policaprolactona diol aumentó el comportamiento elástico. Además, las pruebas de tracción revelaron que la hidratación tuvo un efecto importante en el fenómeno de ablandamiento. Además, después de la hidratación de las UP, la resistencia máxima fue similar a la reportada para otros conductos vasculares. Por último, los modelos hiperelásticos revelaron que la complianza de las PU mostró un comportamiento cíclico dentro de las condiciones de tiempo y presión probadas y se ve afectada por la composición del material. Sin embargo, la conformidad no se vio afectada por la geometría de los materiales. Estas pruebas demuestran que los materiales cuyas composiciones son 5–90–5 y 46.3–46.3–7.5 podrían emplearse en los diseños de injertos vasculares para aplicaciones médicas ya que presentan el mayor valor de cumplimiento, resistencia última y elongación a la rotura en el rango de vasos sanguíneos informados, lo que indica su idoneidad. Además, se reveló que los poliuretanos se ablandan después de la hidratación, lo que podría reducir el riesgo de traumatismo vascular.},
publisher = {Materials},
keywords = {polyurethane},
keywords = {CVascular graft},
keywords = {Hyperelastic},
keywords = {Compliance},
keywords = {Biomechanics},
title = {Mechanical Assessment and Hyperelastic Modeling of Polyurethanes for the Early Stages of Vascular Graft Design},
title = {Evaluación mecánica y modelado hiperelástico de poliuretanos para las primeras etapas del diseño de injertos vasculares},
doi = {10.3390/ma13214973},
author = {Arévalo Alquichire, Said and Dominguez paz, Carlos and Valero, Manuel F},
}