醫(yī)用鎳鈦記憶合金彈簧

　　鎳鈦合金是一種形狀記憶合金，是一種特殊的合金，可以在一定溫度下自動將塑性變形恢復(fù)到原來的形狀。其膨脹率在20%以上，疲勞壽命達(dá)到1*10-7次，阻尼特性比普通彈簧高10倍，耐腐蝕性優(yōu)于目前最好的醫(yī)用不銹鋼，能夠滿足各種工程和醫(yī)療應(yīng)用的要求，是一種優(yōu)良的功能材料。

　　記憶合金除了具有獨特的形狀記憶功能外，還具有耐磨、耐腐蝕、高阻尼、超彈性等優(yōu)良特性。

　　鎳鈦合金的特殊性能。

　　1.形狀記憶特性(shapememorycharacteristics，形狀記憶)形狀記憶是指某一形狀的母相從高于Af溫度冷卻到低于Mf溫度形成馬氏體后，馬氏體在低于Mf溫度的情況下變形，然后加熱到低于Af溫度，發(fā)生逆相變化，材料在母體階段自動恢復(fù)形狀。實際上，形狀記憶效應(yīng)是NiTi合金的熱誘導(dǎo)相變過程。

　　2.超彈性所謂超彈性，是指在外力作用下，樣品的應(yīng)變遠(yuǎn)大于彈性極限應(yīng)變，卸載時應(yīng)變可以自動恢復(fù)的現(xiàn)象。也就是說，在母相中，由于外部應(yīng)力的作用，應(yīng)力誘發(fā)馬氏體相變，因此合金表現(xiàn)出不同于普通材料的力學(xué)行為，其彈性極限遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于普通材料，不再遵守胡克定律。與形狀記憶特征相比，超彈性沒有熱參與。總之，超彈性是指在一定的變形范圍內(nèi)，應(yīng)力不隨應(yīng)變的增加而增加。超彈性可分為線性超彈性和非線性超彈性。在前者的應(yīng)力應(yīng)變曲線中，應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系幾乎是線性的。非線性超彈性是指在Af以上一定溫度范圍內(nèi)，應(yīng)力誘發(fā)馬氏體相變及其逆相變，因此非線性超彈性又稱相變偽彈性。在相變過程中，Ni-Ti合金的偽彈性可達(dá)8%左右。鎳鈦合金的超彈性隨熱處理條件的變化而變化。當(dāng)弓絲加熱到400℃以上時，超彈性開始降低。

　　3.口腔溫度變化敏感性:不銹鋼絲和鈷鉻合金正畸絲的正畸力基本不受口腔溫度影響。超彈性鎳鈦合金正畸絲的正畸力隨著口腔溫度的變化而變化。當(dāng)變形不變時。校正力隨著溫度的升高而增加。一方面可以加速牙齒的運動，因為口腔內(nèi)的溫度變化會刺激正畸設(shè)備引起的毛細(xì)血管停滯引起的血流停滯，使修復(fù)細(xì)胞在牙齒運動過程中獲得充分的營養(yǎng)，保持其活力和正常功能。另一方面，正畸醫(yī)生無法準(zhǔn)確控制或測量口腔環(huán)境中的正畸力。

　　4.耐腐蝕性：研究表明，NiTi絲的耐腐蝕性與不銹鋼絲相似。

　　5.抗毒性:NiTi形狀記憶合金的特殊化學(xué)成分，即NiTi等原子合金，含有50%左右的鎳，已知具有致癌和促癌作用。通常，鈦在表氧化中起到屏障作用，使鎳鈦合金具有良好的生物相容性。TiXOy和TixNiOy表面可以抑制鎳的釋放。

　　6.軟正畸力:目前商用正畸絲包括奧氏體不銹鋼絲、鈷鉻鎳合金絲、鎳鉻合金絲、澳大利亞合金絲、金合金絲和。鈦合金絲。在拉伸試驗和三點彎曲試驗的條件下，研究了這些正畸絲的載荷-位移曲線。NiTi合金卸載曲線平臺最低、最平坦，說明NiTi合金能提供最持久、最柔和的正畸力。

　　7.良好的減震特性:咀嚼和夜間研磨引起的弓絲振動越大，對牙根和牙周組織的損傷越大。根據(jù)不銹鋼絲的振幅大于超彈性鎳鈦合金絲，超彈性鎳鈦合金絲的初始振幅僅為不銹鋼絲的一半。弓絲良好的振動和阻尼特性對牙齒的健康非常重要，而傳統(tǒng)的弓絲，如不銹鋼絲，往往會增加牙根的吸收。

　　鎳鈦合金絲的臨床應(yīng)用；

　　1.用于患者牙列的早期對齊和調(diào)平。由于NiTi合金弓絲具有超彈性、形狀記憶性能和低應(yīng)力應(yīng)變曲線的特點，NiTi合金弓絲在臨床早期治療系統(tǒng)中常用作弓絲，大大降低了患者的不適。目前有幾種不同的直絲正畸技術(shù)。MBT技術(shù)建議使用0.016英寸熱激活鎳鈦合金絲(HANT絲)，DEMON自鎖支架技術(shù)建議使用含銅熱激活鎳鈦合金絲(相變溫度約40度)，O-PAK技術(shù)建議使用0.016英寸超彈性鎳鈦合金絲進(jìn)行早期對準(zhǔn)和調(diào)平。

　　2.NiTi彈簧:NiTi推簧和拉簧是正畸中使用的彈簧，具有特殊的NiTi超彈性，適用于正畸治療，打開牙齒之間的間隙，向不同方向拉動牙齒。鎳螺旋彈簧拉長1mm時，能產(chǎn)生50g左右的力。鎳鈦螺旋彈簧彈性高，在拉力作用下能產(chǎn)生柔和穩(wěn)定的連續(xù)性。力衰減很小，會產(chǎn)生臨床牙齒運動所需的理想正畸力。滿足生理要求。鎳張力彈簧彈性高，永久變形率低。與直徑相同的不銹鋼絲相比，其釋放矯正力相差3.5-4倍。因此，在應(yīng)用正畸治療時，患者不僅疼痛輕微，而且感覺柔軟持久，縮短了隨訪時間，從而縮短了療程，提高了療效。它是一種新型優(yōu)秀的正畸治療機(jī)械設(shè)備。