Nach perkutanen Koronarinterventionen (PCI) kommt es weiterhin häufig zu In-Stent-Restenosen (ISR). Da das Ausmaß von ISR mit der Schwere der induzierten Schädigung zunimmt, müssen Stents und Ballonkatheter optimiert werden. Die Finite-Elemente-Methode (FEM) ist ein hilfreiches Werkzeug zur Berechnung schädlicher Spannungen und Deformationen innerhalb der Arterienwand. Die Genauigkeit von FEM-Simulationen kann erheblich erhöht werden, wenn detaillierte Geometrien und geeignete konstitutive Modelle implementiert und vorherrschende Kontakt- und Randbedingungen berücksichtigt werden.

Diese Arbeit fasst die Forschungsergebnisse aus den folgenden Studien zusammen, welche zukünftig dazu beitragen können präzisere FEM-Simulationen von PCI durchzuführen: (i) In einer numerischen Studie wurde die Auswirkung von Produktionsschritten auf das Expansionsverhalten von Ballonkathetern und Stents analysiert; (ii) In der zweiten Studie wurden die mechanischen Eigenschaften von Ballonkathetermembranen untersucht und ein geeignetes konstitutives Materialmodell entwickelt; (iii) Schließlich konnte die Gefäßschädigung quantifiziert werden, indem das Belastungsszenario von PCI in vitro simuliert, die mechanische Reaktion der Arterienwand gemessen und die Mikrostruktur des Gewebes analysiert wurde.