医用镍钛记忆合金弹簧

　　医用镍钛记忆合金弹簧

　　Ti合金是一种形状记忆合金，它可以在一定温度下自动使其塑性变形恢复到最初的形状。该弹簧的膨胀率大于20%，疲劳寿命达到1:10的7次方，阻尼性能比普通弹簧高10倍以上，耐腐蚀性能优于目前最好的医用不锈钢，能满足多种工程及医疗应用的需要。这是一种极好的功能性材料。它不仅具有独特的形状记忆功能，而且还具有耐磨、耐腐蚀、高阻尼、超弹性等优良性能。

　　镍钛合金的特殊性质。

　　1.形状记忆特征(Shapememory)形状记忆是指当一个母相从高于Af温度冷却到低于Mf温度以形成马氏体时，在低于Mf温度下变形，而在Af温度以下加热。材料在父相上逆相位变换，可自动恢复其形状。实际上，形状记忆效应是一种热诱导Ni-Ti合金相变过程。

　　2.超弹性(superelastic)所谓超弹性是指在外力作用下，试样的应变远大于弹性极限应变，并能在卸载时自动恢复的现象。即，在母相，由于外加应力的作用，发生了应力诱导马氏体相变，使合金的力学行为与普通材料不同，其弹性极限远大于一般材料，不再遵循胡克定律。超弹性不受热参与，比形状记忆特性好。超弹性是指在一定变形范围内应力不随应变的增加而增加的现象，超弹性可分为线性超弹性和非线性超弹性。前一种情况下，应力-应变曲线存在着线性关系。非线性超弹性是指在一定温度范围内，在一定温度范围内，加载和卸载时，应力引起了马氏体的相变和逆相变，所以非线性超弹性也被称为相变伪弹性。Ti合金的伪弹性可达8%左右。随着热处理条件的改变，合金的超弹性发生了变化。在400℃以上，弓丝加热后，超弹性开始下降。

　　3.口腔温度变化敏感性：不锈钢丝和钴铬合金正畸丝的正畸力基本上不受口腔温度的影响。口腔温度变化对超弹性镍钛合金牙体正畸力的影响有一定的影响。形变量固定时。随着温度的升高，修正力增大。首先，它能加快牙齿的移动，因为口腔内的温度变化会刺激正畸装置引起的血流停滞部分的血液流动，使修复细胞在牙齿移动时获得足够的营养。维持它的活力和正常功能。而正畸医生不能精确地控制和测量口腔环境中的正畸力。

　　4.耐腐蚀性能：有些研究表明镍钛丝的耐蚀性与不锈钢丝相似。

　　5.抗毒性：Ni-Ti形状记忆合金的特殊化学成分，即Ni-Ti等原子合金，含约50%的镍，已知其有致癌和致癌作用。总之，镍钛合金表面的氧化起着阻隔作用，具有良好的生物相容性。表层的TiXOy和TixNiOy能抑制镍的释放。

　　6.软正畸力：目前商业上使用的矫形钢丝包括奥氏体不锈钢丝.钴铬镍合金丝.镍铬合金丝.澳大利亚合金丝和钛合金丝。通过拉力试验和三点弯曲试验，测试了这些正畸丝的载荷-位移曲线。Ni-Ti合金的卸载曲线平台最低，平面最高，表明它能提供最持久的.最柔软的正畸力。

　　7.良好的减振特性：咀嚼及夜间磨牙引起的弓丝振动越大，牙根和牙周组织的损伤越大。结果表明，不锈钢丝的幅值比超弹性镍钛丝的幅值要大，弓丝的初幅值只有不锈钢丝的一半左右。弓纤维良好的振动和减振特性对牙齿的健康非常重要，而传统弓丝，例如不锈钢丝，往往会加剧牙根的吸收。

　　镍钛合金丝的临床应用：

　　1.由于镍钛合金弓丝的超弹性和形状记忆特性，以及较低的应力-应变曲线，病人牙列的早期校准和平整度常用于弓丝，从一开始就用于正畸系统。从而大大减少了病人的不适。MBTtechnology建议使用0.016英寸热激活镍钛合金拉丝(HANT丝)，这是因为有多种不同的直丝处理技术。DEMON自锁式支架技术推荐使用Omcro生产的含铜热激活镍钛合金弓丝(转变温度约40度),O-PAK校正技术推荐早期使用0.016英寸超弹性镍钛合金弓丝进行早期对线调整。

　　2.镍钛弹簧：镍钛簧是一种具有超弹性镍钛特性的正畸弹簧，可用于正畸治疗，打开牙缝，朝不同方向拔牙。镍钛螺旋弹簧伸出1mm左右，产生大约50g力。Ti-Ti螺旋弹簧具有很高的弹性性能，在拉伸状态下可以产生较软和稳定的连续力。这些作用力的衰减很小，能够形成理想的正畸力，使牙齿移动。满足生理学要求。Ni-TiO2拉簧具有极低的弹性和永久变形率，而Ni-TiO2拉伸弹簧的校正力是同直径不锈钢丝的3.5-4倍。所以在应用正畸治疗时，患者不仅疼痛轻，手感柔软持久，而且可缩短复诊时间，缩短疗程，提高疗效，是一种新型的正畸治疗机械装置。