镍钛形状记忆合金在医学中的应用
钛镍形状记忆合金在医学中的应用
（） ２ 复诊次数减少： 由于钛镍丝弹性好 ， 又有记
忆特性， 因此矫正器不需经常调 整， 使复诊 间隔时 间延长 １ 倍； ～２ （） ３ 钛镍丝力量柔和、 持续 ， 牙齿 能在生理范围
１ ７
～
内以最快速移动达到矫治 目的， 对牙周组织无任何
不 良影 响 ， 且无 不舒 适感 。 １ ． 形弯 脚骑 缝钉 ２波
中 图分 类号 ： ３ ８ Ｒ １ 文献 标识 码 ： Ａ 文章 编号 ：６ １４ ９ ． ０ １１ －１ ７０ １７ ．７ ２（ １） １０ ３ ．３ ２
Ａｂ ｔａ ｔ Ｔｉ ｈ ｐ ｍｏ ａ ｌｙ ｉ ａｒ ｒ ｔ ｌ ｔ ｉ ｌ ｇ ｃ ｌ ｕ ｃ ｉ ｎ ． ｎ ｒ ｃ ｎ ｅ ｒ ． ｔ ａ ｅ ｆ ｓ ｒ ｃ ： Ｎｉ ａ ｅ ｍｅ ￣ ｌ ｓ ａ ｅ ｍｅ ａ ｗｉ ｂ ｏ ｏ ｉ ａ ｎ ｔ ｓ Ｉ ｅ ｅ ｔ ａ ｓ ｉ ｈ ｓ ｓ ｔｏ ａ ｓ ｏ ｈ ｆ ｏ ｙ ｃ ｉ ｘ ｏ ｅ ｃ ｉ ｉ ｐ ｌ ａｉ ｎ ｏ ｃ ｅ — ｔｎ ｕ ａｌ ｙ Ｔ ｉ ｒｉｌ ａ ｔｏ ｕ ｅ ｅｂ ｓｃｃ ａ ａ ｔｒｓｉ ｓ ｆ ｈ ｌ ｍａ ｆ ｈ ｌ ｃａ ｐ ｉ ｔ ｆ ｔ ｎ ｃ ｏ Ｎｉ ｋ ｌ ｉ ｉ ｍ ｌ ． ｈ ｓａ ｔ ｅｈ ｓ ｎ ｒ ｄ ｃ ｄ ｔ ａ ｉ ｈ ｒ ｃ ｅ ｔ ｅ ｔａ ｏ ｃ ｉ ｈ ｉ ｃ ｏ ｔ
Ｎｉｋｅ－ｉａ ｕ ａｌ ｙ ａ ｄ ｉｓａ ｐｌ ａ ｉｎｓｉ ｄ ｃｎｅ ｃ ｌｔｔｎｉ ｍ ｌｏ ｎ ｔ ｐ ｉ ｔｏ ｎ ｍｅ ｉ ｉ ． ｃ
Ｋ ｙ ｒ ｓ Ｔ Ｎｉ ｈ ｐ ｅ ￣ Ａｌ ｙ Ｂａ ｉ ａａ ｔｒ ｔ ｓ Ｍ ｅ ￣ Ｅｆ ｃ； ｅ ｉａ ｐ ｉａｉｎ ｅ ｗｏ ｄ ： ｉ ａ ｅＭ ｍｏ Ｓ ｌ ； ｓｃＣｈ ｒｃｅ ｓｉ ； ｍｏ ｏ ｉ ｃ ｆ ｔ Ｍ ｄｃ ｌ ｅ Ａｐ ｌ ｔ ｓ ｃ ｏ
生物记忆材料·镍钛合金·在骨科领域中的研究与进展
生物记忆材料·镍钛合金·在骨科领域中的研究与进展第二军医大学长海医院骨科张春才自1963年Buehler报道了镍钛(NiTi)合金具有形状记忆效应以来，对其本质和应用研究日趋深人。
尤其在医学界，因其独特的力学行为与优良的组织相容性，倍受关注。
1 NiTi合金形状记忆效应的原理和特性所谓"形状记忆效应"是指NiTi合金对它的金相几何形状有"记忆"本领，宏观而言，将一定形状的合金试样，低温塑形形变后，再将试样加热，试样又回复到它原来的形状，同时，产生巨大的回复力，例如横截面积为lcm²的合金棒，相变时产生850Okg的力。
记忆效应分三种:(1)单向记忆:低温金相受力变形，高温金相回到原状。
C2)双向记忆:能记住高温与低温金相，随温度而发生顺、逆性变化。
(3)全程记忆:机理不甚明了，可能是金相中的一种内应力场起了主要作用。
形状记忆效应的应变量依合金的种类而各有所异，约5-20%之间(一般金属小于0.5%),NiTi合金为8%。
形状记忆合金具有“热弹性马氏体型”相变。
NiTi合金为例，高温奥氏体相为体心立方有序晶体结构CaCl型B2晶格，低温马氏体相(M)为单斜畸变结构Bl9晶格，从B→M，存在一个对双程记忆效应起着重要作用的R相变。
在B2=R，R=M和R2=M的顺、逆相变中，母和子相中相邻原子位置不变，只是界面上原子发生协作位移-晶体切变。
这种切变不但对记忆效应和超弹性起了重要作用，而且也使其耐疲劳性能优于一般金属材料。
具有记忆效应的合金已发现20余种，实用化潜力大的有镍基、铜基及铁基形状记忆合金。
NliTi合金为近等原子比的NiTi金属间化合物。
国产的医用NiTi合金，Mi含量为50-53%。
相变温度可依临床而行相应的工艺处理;同时亦适当改变它的弹性模量。
2 医用NiTi合金的基础研究实验表明，NiTi合金具有强度高、比重低、耐疲劳、耐腐蚀、耐磨损、低磁性、无毒等优点。
镍钛形状记忆合金在医学中的应用
镍钛形状记忆合金在医学中的应用镍钛形状记忆合金在医学中的应用Application of nickel-titanium shape memory alloy inMedicine摘要:介绍了形状记忆合金几种重要特性及主要类型,重点综述了医用Ni-Ti形状记忆合金的发展现状及应用。
资料表明,现有记忆合金中仅有Ni-Ti合金能够同时满足化学和生物学可靠性要求,是目前医学上使用的唯一一种记忆合金。
因其具有奇特的形状记忆效应、生物相容性、超弹性及优良的耐磨性,它在临床和医疗器械等方面获得了广泛的应用。
但由于缺乏系统的研究,对于可靠而有效的表面处理还缺乏统一的认识,因此,这方面的工作还亟待补充和完善。
关键词:形状记忆合金;Ni-Ti;医疗器械Abstract: This paper describes several important characteristics of shape memory alloys and the main types, focusing on the development status and application reviewed medical Ni-Ti shape memory alloys. Data indicate that only the existing memory alloys Ni-Ti alloy can meet reliability requirements of chemistry and biology, is the only kind of memory alloy for use in medicine. Because of its peculiar shape memory effect, bio-compatibility, super-elastic and excellent abrasion resistance, it has been widely applied in clinical and medical equipment. However, due to lack of systematic research, for reliable and effective surface treatment also lacks a unified understanding, so this work also needs to complement and complete.Keywords: shape memory alloy; Ni-Ti; Medical Devices0 引言形状记忆合金(Shape Memory Alloy,SMA)是近几十年发展起来的一种新型功能材料。
镍钛记忆合金应用
"■-—= —-m~材料科学与工程学院《材料学科前沿》文献综述题目：钛镍记忆合金在医学领域的应用学生姓名：_________ 张鑫禾I」 _________学号：090601210 _________________专业：____________ 金属材料工程 ______评阅教师：__________________________"■-—= —-m~2012年4月钛镍记忆合金在医学领域的应用摘要：目前镍钛形状记忆合金研究论文数目已居马氏体相变研究领域之首, 而且该材料的应用已涉及诸如电子、机械、医疗、能源、宇航、及日常生活等领域, 显示出强劲的发展势头。
近几年来，在国内外掀起了钛镍合金临床推广应用的高潮。
关键词：钛镍形状记忆合金；基本性质；医学应用、尸■、亠前言钛镍形状记忆合金作为一种集感知和驱动为一体的新型功能材料, 是智能材料结构的重要组员[1], 具有重要的理论及应用研究价值。
钛镍形状记忆合金是一种强度高、耐腐蚀、生物相容性好、无毒、有医学应用前景的功能性材料它在低温相变形后，只需稍加20~300C的温度就能恢复母相所记忆的形状，其伸缩率在20%以上，疲劳寿命达107 次，阻尼特性比普通的弹簧高10倍，具有一般金属无法想象的性质。
因此，普遍应用于口腔科和骨科等诸多医学领域。
近些年来，钛镍记忆合金在治疗各类骨折中更是有着无可取代的重要作用。
下面我将介绍钛镍形状记忆合金的基本特性及在医学中的应用。
1、钛镍记忆合金的生物相容性生物相容性是形状记忆合金能否用于人体的最重要因素[2]。
生物相容性良好的材料在生物体内不会引起过敏反应,不会释放任何离子到生物体的血液中去; 在生物体长久存在而不会发生有害反应。
生物相容性和材料表面特性与生物体炎症及过敏反应密切相关。
许多因素, 如患者健康情况、年龄、免疫状态和材料特性（表面粗糙性、孔隙率、元素毒性）等都可影响人体炎症及过敏反应。
为了评价镍钛形状记忆合金的生物相容性, 防止应用后对机体产生危害, 许多研究对形状记忆合金的每一种元素进行了分析测试。
镍钛记忆合金材料在骨科的应用
美国研究学者BueMe通过发布对镍钛合金形状记忆效应的研究成果[1],引发了镍钛合金的研究浪潮。
随着科技的发展,镍钛合金在医学领域的应用越来越广泛,其被称为一种生物记忆材料。
笔者通过对骨科临床阶段镍钛记忆合金在不同部位的应用进行总结,现表述如下。
1镍钛合金的使用原理镍钛合金的形状记忆功能是指镍钛合金在低温的情况下进行塑性,当元件加热到一定的温度后,其可恢复到原来的形状。
其较好的组织相容性及弹性、耐性,可适应各种临床需要。
2骨科的应用现状2.1脊柱方面在颈椎病的治疗上,镍钛人工颈椎关节的应用称为治疗的新方法。
通过合金棒对人体脊柱的矫正,可达到满意的治疗效果。
镍钛记忆合金材料的使用对减少颈椎的退行性病变、降低压力及预防并发症方面有着重要的意义。
卢世壁通过镍钛合金棒治疗32例脊柱侧弯[2],疗效满意,其研究表明其在自身的相变过程中可达到良好的水平矫正效果。
笔者通过20例23个椎关节的临床实践,通过3年的随访研究发现,患者的颈椎关节的活动度增高较为明显,神经性的压迫症状得到较好的减轻且治疗效果没有衰减。
2.2关节方面髋臼骨折的治疗。
粉碎性的髋臼骨折一直是骨折的治疗难题之一。
髋臼关节上复杂而且形状不规则,周围血运丰富复杂。
在治疗物质的选择上的不仅需要良好的弹性及塑形,以适应复杂的关节形状,而且需要具备良好的稳定性,以耐受骨愈合中产生的压力。
髋臼三维记忆内固定系统的产生,合理的解决了这一难题,其不仅能解决复杂的解剖结构带来的困扰,而且手术操作十分方便。
笔者通过40例髋臼骨折的治疗研究,患者在术后2.5月时伤侧关节即可达到健侧的功能水平,随访中发现治疗效果稳定无反弹。
髋关节上通过基于Charnley髋关节置换术的研究[3],发展而来的镍钛股骨头杯,可起到良好的替代效果。
其体现了镍钛合金稳定性的特性,降低了旋转导致内翻和脱落得发生。
笔者通过8例9个髋关节手术验证了其较好的临床效果。
此外,镍钛双弧型人工髋关节的使用,可有效降低假肢的下沉。
镍钛记忆合金在骨科临床中的应用
·３ ６ ５·
时进行肩关节功 能 练 习 ，于 肩 关 节 外 展 ９ 以上时 ０ ʎ 有轻 微 疼 痛 及 牵 拉 感 ， 肩关节功能检查显示优 良 ２例， 差 １ 例， 平 均 恢 复 时 间 ３ 个 月， 因此 １ ７例， 认为镍钛 记 忆 合 金 锁 骨 钩 环 抱 器 具 有 手 术 操 作 简 便、 创伤小 、 出血少 、 手术时间短及关节功能恢复快 等优点 。 １． ２ 镍钛记忆合金套合式交锁髓内钉 镍钛记忆合金套合式交锁髓内钉常用于肱骨骨 由主钉和副钉组 成 ， 近 端 有 ２ 根 锁 钉 孔， 主钉与 折， 夹角为３ ， 呈 Ｙ 形， 另有２ 副钉延伸 为 两 翼 ， ５ ʎ ０ ʎ ～４ 根交锁钉 。 镍钛记忆合金套合式交锁髓内钉凭借创 手术时间短及 弹 性 模 量 与 骨 接 近 可 减 少 应 力 伤小 、 有利 于 加 速 骨 折 愈 合。 两 翼 状 结 构 在 遮挡等特性 ， 肱骨髓腔内会对内 壁 产 生 压 力 ， 具有抗旋转与侧方 移位的作用 。 在 ０ħ ～４ħ 冰 盐 水 中 使 镍 钛 记 忆 合 将主副钉由弯变直 ， 插入 金套合式交锁髓内钉软化 ， 以联接 骨 折 端 。 待 温 度 恢 复 至 ３ 髓腔 ， ７ħ 时 ， Ｙ形 两翼逐渐撑开 ， 对髓腔内壁产生压力 ， 最后在髓内钉 近端利用瞄准器打入 ２ 枚锁钉 。 曹燕明等
／ ⦠： １ ０ ． ３ ９ ６ ９ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ６ ７ ３ ７ ０ ８ ３ ． ２ ０ １ ７ ． ０ ６ ． ０ ０ ７ ｊ
镍钛记忆合金 是 随 温 度 变 化 的 形 状 记 忆 合 金 ， 具有耐磨损 、 抗腐蚀 、 抗疲劳及有弹性等优点 。 基于 镍钛记忆合金 固 定 物 可 对 锁 骨 、 肩 锁 关 节、 尺骨 此， 鹰嘴 、 桡骨 、 股骨及髌骨等人体特殊骨折部位进行固 定， 产生的回复应力可对骨折端进行持续加压 、 撑开 及抗旋转 ， 从而达到 良 好 固 定 与 加 速 骨 折 端 愈 合 的 目的 。 １ 镍钛记忆合金固定物 １． １ 镍钛记忆合金环抱器 镍钛记忆合金环抱 器 呈 直 形 或 圆 弧 形 ， 由 ４组 环臂组成 ， 环臂内设计为齿状结构以牢固固定断端 ， 可用于锁骨骨折 、 肋骨骨折 、 多发性肋骨骨折及尺桡 骨骨折等 。 对于锁骨骨折一般选用直径为锁骨直径８ ５％ ～ ９ ０％ 的镍钛记忆合金锁骨环抱器 。 当锁骨中段骨折 时， 可使用直形环 抱 器 ； 当锁骨外１ ／ 则可 ３ 骨 折 时， 使用弧形环抱器 。 术 中 暴 露 骨 折 端 后 ， 将镍钛记忆 合金锁骨环 抱 器 浸 泡 于 ４ħ 以 下 冰 盐 水 中 ， 待硬度 降低后进行塑形 。 骨 折 端 复 位 满 意 后 ， 撑开镍钛记 忆合金锁骨环抱器所有环臂 ， 横跨骨折端 ， 并将其放 置于锁骨前 方 或 后 方 ， 待温度恢复至３ 镍钛 ７ħ 时 ， 这 记忆合金锁骨环抱 器 的 形 状 及 硬 度 会 逐 渐 恢 复 ， 样便使 ４ 个环臂紧 紧 咬 合 于 锁 骨 断 端 两 侧 ， 形成牢
镍钛合金回形针
您提到的镍钛合金回形针可能是一个形状记忆合金制成的回形针，它由镍钛合金材料制成，具有形状记忆功能。
镍钛合金是一种特殊的金属材料，它能够在一定温度下恢复到原始形状。
这种材料被广泛应用于各种领域，如医疗、航空、汽车等。
在医疗领域，镍钛合金被用于制造各种医疗器械，如支架、缝合线、导管等。
由于镍钛合金具有良好的生物相容性和耐腐蚀性，因此它可以安全地用于人体内部。
在手术中，医生可以使用镍钛合金制成的器械进行手术，这些器械可以在高温下变软并插入人体，然后在低温下变硬并保持形状。
这使得手术过程更加顺利，减少了对患者的创伤和风险。
除了医疗领域，镍钛合金还被用于其他领域。
例如，它可以用于制造汽车零件、航空器部件等，以提高其形状稳定性和耐久性。
此外，镍钛合金还可以用于制造各种形状记忆合金制品，如回形针等。
总之，镍钛合金回形针是一种由镍钛合金制成的形状记忆合金制品，具有良好的形状记忆功能和耐久性。
它可以用于各种领域，特别是在医疗领域中，可以提高手术的效率和安全性。
NiTi形状记忆合金的超弹性及医学应用研究
NiTi形状记忆合金的超弹性及医学应用研究一、本文概述本文旨在深入探讨NiTi形状记忆合金的超弹性特性及其在医学应用领域的广泛影响。
NiTi，即镍钛合金，以其独特的形状记忆效应和超弹性，在众多工程领域中占据了举足轻重的地位。
尤其在医学领域，NiTi形状记忆合金的应用已逐渐成为研究热点，其在牙科、骨科、心血管科等领域的应用前景广阔。
本文将首先介绍NiTi形状记忆合金的基本特性，包括其形状记忆效应和超弹性的原理及其产生机制。
随后，将重点讨论NiTi合金在医学领域的应用现状，包括其在牙科正畸、骨科植入物、心血管支架等方面的实际应用案例。
本文还将探讨NiTi合金在医学应用中的优势和挑战，以及未来可能的发展方向。
通过对NiTi形状记忆合金超弹性特性的深入研究，以及对其在医学应用领域的系统梳理，本文旨在为相关领域的研究者提供有价值的参考，为推动NiTi合金在医学领域的进一步发展提供理论支持和实践指导。
二、NiTi形状记忆合金的基本性质NiTi形状记忆合金，也被称为镍钛合金，是一种独特的金属合金，其特性源于其独特的晶体结构和相变行为。
NiTi合金由大约50%的镍（Ni）和50%的钛（Ti）组成，其原子比例接近等原子比，这使得它具有非凡的形状记忆效应和超弹性。
形状记忆效应：NiTi合金的形状记忆效应是指合金在经历一定的塑性变形后，通过加热到某一特定温度（即Af温度以上），能够恢复其原始形状的特性。
这种效应源于合金内部发生的可逆马氏体相变。
在低温下，合金处于马氏体相，具有较高的塑性；而在高温下，合金转变为奥氏体相，具有较低的塑性。
当合金在马氏体相下发生塑性变形后，再加热至奥氏体相，合金就能通过相变恢复其原始形状。
超弹性：NiTi合金的超弹性是指合金在受到外力作用时，能够发生大的弹性变形而不产生永久塑性变形的特性。
这种特性使得NiTi 合金在受到外力后，能够迅速恢复到原始状态，具有良好的回复性。
超弹性的产生与合金内部的应力诱发马氏体相变有关。
记忆合金医学中的作用
`N i T i形状记忆合金在医学上的应用姓名：***班级：材料1101学号：********N i T i形状记忆合金在医学中的应用摘要 N i T i形状记忆合金是一种功能材料，除具有比强度高、耐磨、耐腐蚀、无磁、生物相容性好等特点外，还具有奇特的形状记忆性能和超弹性性能。
其广泛用于宇航、通信、医疗、自动控制、仪器仪表、管道连接、眼镜制造以及日常生活等方面。
N i T i合金在医学中已经广泛应用，其中较为突出的是在断肢、修复损伤组织上的应用。
目前主要的研究方向为仿生，为病人提供义肢等等。
本文主要介绍部分最新N i T i记忆合金在医学中的应用。
Abstract Shape memory alloy is a kind of functional materials, besides than high strength, wear resistance, corrosion resistance, non-magnetic, good biocompatibility, also has a strange shape memory properties and properties. It is widely used in aerospace, communications, medical, automatic control, instruments and meters, pipe connection, glasses in manufacturing as well as in daily life. N I T I alloy has been widely used in medicine, is among the more prominent in the application of limb, repair damaged tissue. The main research direction for the bionic, provide patients with prosthetic, and so on. This paper mainly introduces some latest N I T I memory alloy application in medicine.关键词 N i T i 记忆合金医学Memory alloy Biomedical前言在人类文明发展史上，材料是科学技术进步的重要支柱，也是社会进步的物质基础。
镍钛记忆合金在耳鼻咽喉科的应用
镍钛记忆合金在耳鼻咽喉科的应用中山医科大学孙逸仙纪念医院（广州510120）彭解人综述广东省人民医院（广州510080）宋新汉审校[摘要]镍钛合金是一种具有形状记忆功能的金属，它具有超弹性、耐疲劳、耐腐蚀、耐磨损、生物相容性好和无毒等优点，而被广泛应用于临床。
本文就镍钛合金的研究进展、耳鼻咽喉科中的应用、置入方法和前景作一综述。
1951年美国Read首先报道Au-Cd合金具有形状记忆效应以来，目前已发现有20多种记忆合金，其中镍钛形状记忆合金以其形状记忆功能、超弹性、耐疲劳、耐腐蚀、耐磨损、生物相容性好和无毒等优点，在医学临床上得到广泛的应用[1]。
本文复习国内外文献，现将镍钛形状记忆合金（Ni-Ti shape memory alloys，NT-SMA）的研究和应用情况综述如下。
【NT-SMA的简介】 1963年Buehler[2]发现镍钛合金具有形状记忆效应，及其优越的超弹性性能均优于不锈钢。
NT-SMA为镍含量在54~56%间的金属化合物,它在不同温度下表现为不同的金属结构相。
低温时为单斜结构相（马氏体相），高温时为立方体结构相（奥氏体相）。
前者柔软可随意变形，如拉直式屈曲；而后者刚硬，恢复原来的形状，并且在形状恢复过程中产生较大的恢复力[3]。
NT-SMA在5000C高温下可被塑成螺旋状、网格状等各种所需要的形状，即记忆形状；被塑形的记忆合金，在0~40C低温时可任意变形；当温度上升至35~400C时，它很快恢复到原来的记忆形状。
该相变温度与镍钛合金中构成比例有关[4]。
它还有质轻(比重6.45g/cm3)、磁性微弱(导磁率<1.002)、强度较高（抗拉强度5740~9800kg/cm3）、耐疲劳性能（2.5×107cyl,4900kg/cm3），有利于持续发挥功能、从屈服强度（14000~2310kg/cm3）和弹性模量（714000~826000kg/cm3）所反映的高回弹性等优点。
镍钛合金热定型
镍钛合金热定型
镍钛合金是一种形状记忆合金，具有独特的性质。
其中最具有代表性的性质之一是其热定型能力。
热定型是指在一定温度下，将镍钛合金形状变形，然后再将其加热到另一个温度，以恢复其原始形状的能力。
这是通过控制合金的形变温度和固定温度实现的。
镍钛合金的热定型能力可以应用于多个领域，例如医疗、航空航天、电子等。
在医疗领域中，镍钛合金可以用于制造矫形器、牙套等，可以根据患者的需要进行形状调整。
在航空航天领域中，镍钛合金可以用于制造复杂的零件，可以在较高的温度下保持其形状。
在电子领域中，镍钛合金可以用于制造电子元器件，可以通过热定型控制其形状和大小。
镍钛合金的热定型原理是基于镍钛合金的相变。
相变是指在一定温度和压力下，物质的物理性质发生变化的过程。
镍钛合金的相变可以由外部热量和应力引起。
在相变时，镍钛合金会发生形状变化，这种形状变化可以被固定在特定的温度下。
当镍钛合金被加热到这个特定的温度时，它会恢复其原始形状。
这种相变的能力是由合金中的晶体结构和原子排列所决定的。
总的来说，镍钛合金的热定型性质使得它在多个领域有着广泛的应用前景。
它不仅可以用于制造纳米机器人和人工智能机器等高科技产品，还可以用于制造家居、体育用品等消费品。
随着技术的不断进步和市场的不断扩大，镍钛合金在未来的应用前景将更加广阔。
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钛镍记忆合金组织吻合器在外科手术中的应用
钛镍记忆合金组织吻合器在外科手术中的应用概述：钛镍记忆合金是一种具有形状记忆和超弹性特性的金属合金，具有良好的生物相容性和机械性能。
由于其独特的性质和功能，钛镍记忆合金组织吻合器在外科手术中得到了广泛的应用。
本文将详细介绍钛镍记忆合金组织吻合器在外科手术中的应用，包括其优势、适用范围和未来发展前景。
一、钛镍记忆合金组织吻合器的优势1. 形状记忆特性：钛镍记忆合金可以通过加热和冷却来改变形状，在体内手术中可以通过控制温度实现位置调整和定位精度，确保手术效果的准确性。
2. 超弹性特性：钛镍记忆合金具有超弹性特性，可以在受力后恢复原来的形状，减轻对组织的损伤，并提供良好的手术操控性。
3. 生物相容性：钛镍记忆合金具有良好的生物相容性，能够与人体组织兼容，不引起排异反应或引起其他副作用。
二、钛镍记忆合金组织吻合器的应用1. 骨科手术中的应用：钛镍记忆合金组织吻合器在骨科领域中应用广泛，例如骨折固定、关节重建和关节置换手术等。
在骨折固定中，使用钛镍记忆合金组织吻合器可以实现骨折部位的精确吻合，促进骨折愈合。
在关节重建和关节置换手术中，使用钛镍记忆合金组织吻合器可以恢复关节稳定性和正常功能，减轻患者的疼痛和不适感。
2. 心脏外科手术中的应用：心脏外科手术是一种复杂而精密的操作过程，对手术器械的要求极高。
钛镍记忆合金组织吻合器的形状记忆特性和超弹性特性使其在心脏外科手术中得到了广泛应用。
例如，在心脏修补手术中，钛镍记忆合金组织吻合器可以实现血管的精确吻合，减少手术时间和术后并发症。
3. 神经外科手术中的应用：神经外科手术需要对神经组织进行精确的修复和连接。
钛镍记忆合金组织吻合器的形状记忆特性和超弹性特性使其成为神经外科手术中理想的修复材料。
例如，钛镍记忆合金组织吻合器可以用于神经断裂的修复，实现神经组织的精确吻合，提高术后恢复效果。
三、钛镍记忆合金组织吻合器的发展前景随着医学科技的不断发展和完善，钛镍记忆合金组织吻合器在外科手术中的应用前景十分广阔。
形状记忆镍钛合金的应用
形状记忆镍钛合金的应用1.引言1.1 概述形状记忆镍钛合金是一种具有特殊性能的材料，它能够在受到外界刺激时发生形状变化并在去除刺激后恢复原状。
这种合金以其独特的形状记忆效应而得名。
形状记忆镍钛合金具有可以记忆两种不同形状的能力，即"正相变形"和"逆相变形"，这使得它在多个领域具有广泛的应用前景。
在医疗领域，形状记忆镍钛合金可以用于制造医疗器械和植入物，如支架、夹具、心脏起搏器等。
它们具有良好的生物相容性和耐腐蚀性，可以适应人体的变化并提供有效的治疗。
在航空航天领域，形状记忆镍钛合金可以用于制造航天器和飞机的零部件。
它们可以在极端的温度和压力下保持结构的稳定性，并具有减轻重量和提高安全性的优势。
在汽车工业领域，形状记忆镍钛合金可以用于制造汽车零部件，如刹车片、引擎部件等。
它们可以在高温和高速条件下提供可靠的性能，并具有耐磨损和耐腐蚀的特点。
在建筑领域，形状记忆镍钛合金可以用于制造具有自适应功能的建筑结构，如自动调节温度和光线的窗户、门等。
它们可以根据外部环境的变化自动调整形状，提高建筑物的舒适性和节能性。
在电子领域，形状记忆镍钛合金可以用于制造电子元件和传感器。
它们可以根据电磁场、温度和应力等因素的变化精确控制形状和尺寸，提供更高的性能和可靠性。
总之，形状记忆镍钛合金的应用领域非常广泛，具有巨大的发展潜力。
随着科学技术的不断进步和创新，对其应用的研究和开发将会越来越深入，为各行各业带来更多的创新和突破。
1.2 文章结构本文将围绕形状记忆镍钛合金的应用展开，主要内容分为引言、正文和结论三个部分。
引言部分概述了文章的主题以及形状记忆镍钛合金的基本概念，介绍了本文的结构和目的。
正文部分主要包括以下几个方面的内容：2.1 形状记忆镍钛合金的定义和特性：详细介绍形状记忆镍钛合金的定义和特点，包括它的形状记忆效应、超弹性等性质，以及其在不同温度和应力条件下的行为。
2.2 形状记忆镍钛合金在医疗领域的应用：探讨形状记忆镍钛合金在医疗器械、植入物等方面的应用，如支架、矫正器、闭合器等，以及它的优势和局限性。
形状记忆合金的机理及其应用
形状记忆合金的机理及其应用形状记忆合金，又称记忆合金，是一种具有记忆性能的特殊金属合金材料。
它能够在一定温度范围内实现弹性形变，并且在去除外力的情况下能够恢复原来的形状。
这种神奇的材料被广泛应用于医疗器械、航空航天、汽车制造等领域，具有非常重要的意义。
形状记忆合金的机理形状记忆合金是由金属元素和非金属元素的合金组成，其最著名的代表是镍钛合金（NiTi）。
这种合金具有独特的内部晶体结构，在一定温度范围内具有“记忆效应”。
形状记忆合金的记忆效应是由于其内部晶体结构的变化而产生的。
在形状记忆合金的相变温度范围内，晶体结构由低温相变为高温相，这种相变过程伴随着晶格的变化。
当形状记忆合金在高温相状态下被弯曲或拉伸，然后在低温相状态下重新加热时，晶体结构发生改变，原本被弯曲或拉伸的部分会恢复到原来的状态，这就是形状记忆合金的记忆效应。
1. 医疗器械领域形状记忆合金在医疗器械领域有着广泛的应用。
比如在心脏支架的制造中，形状记忆合金能够在体内被压缩成小体积，通过血管输送到需要的位置后再恢复成原来的形状，起到支撑作用。
在牙齿正畸治疗中，也可以使用形状记忆合金制成的矫正器，通过温度变化来调整器件的形状，从而达到矫正牙齿的目的。
2. 航空航天领域在航空航天领域，形状记忆合金也有着重要的应用。
比如在航空发动机的控制系统中，可以使用形状记忆合金制成的零件来实现精确的控制和调节。
还可以利用形状记忆合金制成的材料来制造航天器的折叠结构，以减小发射时的体积，节约空间和成本。
3. 汽车制造领域在汽车制造领域，形状记忆合金被广泛用于汽车零部件的制造。
比如在汽车发动机的喷油系统中，可以使用形状记忆合金制成的喷嘴，通过温度变化来控制油水的喷射角度和强度，从而提高发动机的燃烧效率。
在汽车碰撞安全系统中，形状记忆合金也可以用来制造碰撞缓冲材料，以提高汽车的碰撞安全性能。
镍钛形状记忆合金材料的生物相容性研究应用进展
镍钛形状记忆合金材料生物相容性研究进展摘要：镍钛形状记忆合金作为重要生物医用材料已经获得了广泛应用，但镍离子在人体环境中释放引起了人们忧虑。
本文结合关于镍钛形状记忆合金材料生物相容性方面研究论文，阐述了镍钛形状记忆合金概念、工作原理、物化性能、生物相容性、医学应用以及发展趋势等。
核心词：The niti shape memory alloy biocompatibility Surface modification1引言生物医用材料（biomedical material）是用于对生物体进行诊断、治疗、修复或替代其病损组织、器官或增进其功能新型高技术材料。
它是研究人工器官和医疗器械基本，己成为材料学科重要分支，特别是随着生物技术莲勃发展和重大突破，生物材料己成为各国科学家竞相进行研究和开发热点。
当代生物材料已处在实现重大突破边沿，不远将来，科学家有也许借助于生物材料设计和制造整个人体器官，生物医用材料和制品产业将发展成为本世纪世界经济一种支柱产业.由生物分子构成生物材料，再由生物材料构成生物部件。
生物体内各种材料和部件有各自生物功能。
它们是“活”，也是被整体生物控制。
生物材料中有是构造材料，涉及骨、牙等硬组织材料和肌肉、腱、皮肤等软组织；尚有许多功能材料所构成功能部件，如眼球晶状体是由晶状体蛋白包在上皮细胞构成薄膜内而形成无散射、无吸取、可持续变焦广角透镜。
在生物体内生长有不同功能材料和部件，材料科学发展方向之一是模仿这些生物材料制造人工材料。
它们可以做生物部件人工代替物，也可以在非医学领域中使用。
前者如人工瓣膜、人工关节等；后者则有模仿生物黏合剂、模仿酶、模仿生物膜等镍钛形状记忆合金因具备独特形状记忆效应、超弹性、较高疲劳极限、优良耐磨性及良好生物相容性，在医学领域获得了广泛应用，如畸齿丝、心血管扩张支架、骨折修复材料等。
作为一种长期植入人体生物材料，不但要具备良好生物力学性能，并且还要有优秀耐蚀性和生物相容性。
外科植入物 镍钛形状记忆合金 标准
外科植入物镍钛形状记忆合金标准外科植入物是一种被植入人体用于恢复、替代或增强功能的医疗器械。
其中，镍钛形状记忆合金是一种广泛应用于外科植入物制造的材料。
本文将从镍钛形状记忆合金的特性、制造工艺、外科应用和潜在的发展方向等方面来详细介绍。
镍钛形状记忆合金，通常简称为NiTi合金，由镍和钛两种金属元素组成，具有一种独特的性能，即具备形状记忆和超弹性。
形状记忆效应是指材料在经历变形后，可以通过热回复到原始形态。
超弹性则是指材料可以经受巨大应力变形，但在去除应力后能够完全恢复原始形态，而不产生永久性变形。
这些特性使得镍钛形状记忆合金成为一种理想的外科植入材料。
制造镍钛形状记忆合金的一种常用方法是通过真空熔炼和热处理。
首先，将合适比例的镍和钛加热至高温熔化并在真空环境中进行合金化处理。
然后，通过控制冷却速率和固溶温度等参数，形成合金的晶体结构和形状记忆特性。
最后，利用机械加工或电火花加工等工艺对合金进行加工，制成不同型号和尺寸的外科植入物。
镍钛形状记忆合金在外科植入物中的应用非常广泛。
其中，最常见的应用是在心血管领域。
镍钛支架作为一种生物相容材料，被用于支持病变血管，恢复血流通畅，预防血管再狭窄。
此外，镍钛导丝和镍钛片等也常被用于心脏手术中的修复和替代甚至在牙科领域用作牙齿矫正器具。
除了心血管领域，镍钛形状记忆合金还被广泛运用于骨科植入物。
例如，镍钛合金螺钉和板材可用于骨折修复，镍钛形状记忆合金也可以制成人工关节，用于关节置换手术。
此外，镍钛形状记忆合金的高弹性特性还可以用于牵引矫形术中，纠正脊柱畸形。
尽管镍钛形状记忆合金在外科植入物中具备许多优点，例如生物相容性、可形状记忆性和超弹性，但是还有一些潜在的发展方向可以进一步提高其性能。
首先，改善合金材料的耐蚀性，以满足长期体内植入的要求。
其次，研发更具定制化的材料，以适应不同患者的需求。
此外，也可以研究镍钛形状记忆合金与其他材料的复合应用，以获得更好的性能和效果。
镍钛记忆合金在生物医疗中的应用
镍钛记忆合金在生物医疗中的应用
镍钛记忆合金在生物医疗领域有多种应用。
这种合金具有独特的形状记忆效应和超弹性，因此在医疗设备和植入物中得到了广泛应用。
血管内支架：镍钛合金是最成功的医疗应用之一，用于制造血管内支架。
这些支架可以在插入血管后扩张，支撑血管并保持其通畅，从而防止狭窄和闭塞。
骨科植入物：镍钛合金也可以用于制造骨科植入物，如固定钉、钢板和人工关节。
由于镍钛合金具有形状记忆效应，这些植入物可以在体内适应骨骼的形状，提供更好的固定和支撑。
牙科应用：镍钛合金在牙科领域也有应用，例如制造牙齿矫正器和保持器。
这些设备利用镍钛合金的超弹性，可以在口腔内施加适当的力，逐渐将牙齿移动到正确的位置。
手术器械：镍钛合金也可以用于制造手术器械，如钳子、剪刀和缝合针。
这些器械具有优异的强度和耐腐蚀性，可以在手术过程中提供可靠的性能。
药物输送系统：镍钛合金还可以用于制造药物输送系统，如微针和胶囊。
这些系统可以利用镍钛合金的形状记忆效应和超弹性，在体内精确地输送药物到目标部位。
总之，镍钛记忆合金在生物医疗领域具有广泛的应用前景，可
以帮助医生更有效地治疗疾病和改善患者的生活质量。
镍钛合金用于牙齿的原理
镍钛合金用于牙齿的原理镍钛合金是一种具有形状记忆和超弹性的金属材料，广泛应用于牙科临床中，用于矫正牙齿畸形。
它的出色性能主要得益于其特殊的晶体结构和相变行为。
首先，镍钛合金具有良好的形状记忆性能。
所谓形状记忆效应，是指当合金处于一个高温相时，它的晶体结构会有一定的畸变，形成一个可逆的形状，称为“记忆”。
当温度降低到某个临界温度时，合金会发生相变，恢复到原来的形状，称为“回忆”。
这种能力使得镍钛合金能够在牙齿矫正中承受较大的应力，并恢复到一定的形状，使牙齿恢复到正常的位置和形态。
其次，镍钛合金具有超弹性。
超弹性是指当合金经历形变后，能够恢复到原始形态的能力，而不产生塑性变形或永久性变形。
这主要是由于合金在应力加载时发生的相变和位错产生的共同作用。
这种超弹性的特性使得镍钛合金能够经受牙齿咬合和咀嚼时所产生的应力，同时保持其原始形状和弹性，从而保护牙齿不受损伤。
此外，镍钛合金还具有优异的可调性和生物相容性。
可调性是指合金的形状记忆行为可以通过合金的成分和处理条件进行调整。
通过控制一些因素，例如合金的成分、热处理和力学变形等，可以调整合金的转变温度、转变宽度和转变速度，从而使合金的形状记忆效应适应不同的应用需求。
生物相容性是指合金对生物体组织无毒性、无刺激性和良好的组织接受性。
合金的化学成分和物理性能决定了其生物相容性，镍钛合金具有优异的生物相容性，可以安全地应用于牙齿矫正中。
总的来说，镍钛合金作为一种具有形状记忆和超弹性的金属材料，被广泛应用于牙齿矫正中。
它能够通过应力加载后的形变，迅速回归到其原始形态，有效地改善牙齿的畸形，实现牙齿的矫正。
而其优秀的可调性和生物相容性，使得它能够满足不同的牙齿矫正需求，并安全地使用在人体内。
因此，镍钛合金在牙科临床中的应用前景广阔，并为患者提供了更好的口腔健康和美观的笑容。
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镍钛形状记忆合金在医学中的应用
Application of nickel-titanium shape memory alloy in
Medicine
摘要:介绍了形状记忆合金几种重要特性及主要类型,重点综述了医用Ni-Ti形状记忆合金的发展现状及应用。
资料表明,现有记忆合金中仅有Ni-Ti合金能够同时满足化学和生物学可靠性要求,是目前医学上使用的唯一一种记忆合金。
因其具有奇特的形状记忆效应、生物相容性、超弹性及优良的耐磨性,它在临床和医疗器械等方面获得了广泛的应用。
但由于缺乏系统的研究,对于可靠而有效的表面处理还缺乏统一的认识,因此,这方面的工作还亟待补充和完善。
关键词:形状记忆合金;Ni-Ti;医疗器械
Abstract: This paper describes several important characteristics of shape memory alloys and the main types, focusing on the development status and application reviewed medical Ni-Ti shape memory alloys. Data indicate that only the existing memory alloys Ni-Ti alloy can meet reliability requirements of chemistry and biology, is the only kind of memory alloy for use in medicine. Because of its peculiar shape memory effect, bio-compatibility, super-elastic and excellent abrasion resistance, it has been widely applied in clinical and medical equipment. However, due to lack of systematic research, for reliable and effective surface treatment also lacks a unified understanding, so this work also needs to complement and complete.
Keywords: shape memory alloy; Ni-Ti; Medical Devices
0 引言
形状记忆合金(Shape Memory Alloy,SMA)是近几十年发展起来的一种新型功能材料。
这种材料最主要的特征是具有形状记忆效应,即材料经变形后再加热,当加热超过一定温度时,材料会自动恢复到它变形前的形状[1]。
自1951年人们首次在Au-Cd合金上发现独特的记忆效应,1963年美国海军武器实验室发现TiNi合金具有形状记忆效应以来,经过30多年的研究与开发,形状记忆合金(SMA)已走向商品化阶段,目前已被广泛应用于工业自动化、能源、航空航天、医疗卫生、汽车、家电、土木工程、仪器仪表及机械制造等领域[2]。
1 形状记忆合金的记忆原理及基本特性
1.1 形状记忆合金的记忆原理
将在高温下处理成一定形状的金属急冷下来,在低温相状态下经塑性变形成另一种形状,然后再加热到高温相,即能成为稳定状态的温度时,通过马氏体逆相变恢复到低温塑性变形前形状的现象称为形状记忆效应。
具有这种效应的金属,通常是由2种或2种以上的金属元素构成的合金,故称为形状记忆合金。
形状记忆效应是由马氏体相变导致的,参与马氏体相变的高温相和低温相分别称为母相和马氏体相。
形状恢复的驱动力是在加热温度下母相和马氏体相的自由能之差。
1.2 形状记忆合金的性能特点
与其他合金相比,形状记忆合金具有优良的形状记忆效应、卓越的超弹性、良好的阻尼特性及耐磨耐腐蚀等特性[4]。
普通金属材料弹性一般不超过0.15%,而形状记忆合金则达20%或更高,故形状记忆合金又称为超弹性合金。
目前关于SMA阻尼性能的研究还不够深入,从现有的研究成果可知,SMA具有优良的阻尼性能,其中具有马氏体、奥氏体混合组织的SMA 阻尼性能最好。
2 形状记忆合金的发展概况
徐祖耀于1993年对形状记忆合金的发展史作过回顾。
早在20世纪30年代就有发现形状记忆效应的报道。
1951年Chang和Read在等原子比Au-Cd合金中用光学显微镜直接观察到马氏体随着温度变化而迁动。
数年后Burkart又在TiNi合金中观察到同样的现象。
然而,由于早期发现的具有SME的合金十分昂贵而几乎没有工业价值,人们把观察到的SME只是
作为个别材料的特殊现象来对待而未引起足够的兴趣和重视。
直到1963年美国海军军械实验室(Naval Ordance Laboratory)的Buehler博士在一次偶然的情况下发现近等原子比TiNi合金具有SME,并推出商品Nitinol合金,对SMA的研究才进入了一个新阶段。
20世纪70年代前后,在Cu基合金中发现了SME。
Otsuka等人发现该类合金中的SME 与热弹性马氏体相变密切相关。
进入20世纪70年代,在Fe基合金研究中也相继发现了SME。
Kajiwara在1973年发现,母相无序的Fe,Pt合金在FccyBcc马氏体相变中C/A界面存在可逆运动,从而呈现SME。
Enami 在1975年报道,不锈钢中存在SME。
同年在对Fe,Mn合金的研究中也发现SME。
Kajiwara 等人在对Fe,Ni,C合金的系统研究中发现,合金中的薄片状马氏体只要在变形时不发生塑性变形,就会呈现SME。
20世纪80年代开发成功了FeMnSi系SMA,引发了人们对SMA的极大关注。
到20世纪90年代,随着科技发展的需要,高温形状记忆合金、宽滞后形状记忆合金及合金薄膜等成为研究的热点。
对形状记忆合金的开发离不开机理的研究。
大量的事实表明,SME与马氏体相变存在着不可分割的关系,且绝大部分材料具有记忆原始形状的特性应归功于发生热弹性相变。
所谓热弹性马氏体相变是指在相变中化学驱动力仅克服弹性应变能,往往以相界面的正迁动形式实现正逆相变。
因此,Wayman提出了三准则,即热弹性马氏体相变、母相有序及马氏体的孪晶亚结构或层错。
然而,近年来开发的铁系(如FeMnSi系合金)等少数合金通过在无序母相中发生非弹性马氏体相变可显示出SME对Wayman三准则的挑战。
FeMnSi系合金中C/E界面或Shockley不全位错a/6能作右逆迁动,但热滞高达100 K,因而FeMnSi系合金的CyE马氏体相变不完全符合热弹性马氏体相变特征。
徐祖耀将其称为半热弹性马氏体相变。
随着对SME机制的逐步深入研究,学术界对相变过程的晶体学可逆性、马氏体变体组合及其协调动作所形成的自协作方式等的认识取得了基本统一。
已经表明,相变过程的晶体学可逆性不仅指通过逆相变达到晶格回复,而且相变过程中产生的各种缺陷随之消失。
相变在晶体学上的可逆性是产生SME的必要条件。
马氏体变体的自协作是减少相变应变能的普遍现象。
变体协调的越好,越有利于SME。
形状记忆合金作为一种集感知和驱动为一体的新型功能材料,是智能材料结构的重要组员,具有重要的理论及应用研究价值。
目前形状记忆合金研究论文数目已居马氏体相变研究领域之首,而且该材料的应用已涉及诸如电子、机械、能源、宇航、医疗及日常生活等领域,显示出强劲的发展势头。