医用tini形状记忆合金表面改性

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1、医用TiNi形状记忆合金研究现状及表面改性1.形状记忆合金及分类2.TiNi形状记忆合金的发展概述3.中国医用TiNi合金发展概况4.TiNi合金在医学上的应用5.TiNi合金的缺点6.TiNi合金的表面改性7.TiNi合金的发展展望形状记忆效应：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。形状记忆合金(SMA):具有形状记忆效应的金属，通常是由两种或两种以上的金属元素构

2、成的合金，故称为形状记忆合金。SMA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，具有重要的应用价值。SMA的分类：目前在工业中具有实用价值的SMA,按成分可分为TiNi基记忆合金、Cu基记忆合金及Fe基记忆合金三类，但最具有医用开发前景的是镍钛基（TiNi基）记忆合金。这与TiNi基合金的优良的生物相容性、耐磨性及耐蚀性有关。1.形状记忆合金（SMA）及分类1963年，美国海军武器实验室Buehler等人发现等原子比的Ti-Ni合金具有优良的形状记忆功能。并成功研制出具有使用价值的形状

3、记忆合金“Nitinol”。1969年，Raychem公司首次将Ni-Ti合金制成管接头用于美国F14战斗机上；1970年，美国将NiTi记忆合金丝制成宇宙飞船用天线；20世纪70年代开始了TiNi形状记忆合金生物相容性的系统研究。Curight等人将TiNi合金丝埋植于鼠皮下，研究了生物反应。Castleman等将TiNi合金接骨板等骨科元件埋植在小猎犬股骨上，研究了埋植周围肌肉、骨和内脏的生物组织反应，结果表明TiNi合金的生物相容性和F.F/系合金相同，用作理想的人体料很有前途。其后，材料界和医学界联合对合

4、金的生物相容性作了大量的研究工作。2.TiNi形状记忆合金的发展概况1979年，中国开始研究医用TiNi形状记忆合金。1982年用于临床，首先在口腔整畸和矫形外科得到应用。1987年，中国对医用可TiNi形状记忆台金的研究开始进行放射科的研究与临床应用，如心血管、泌尿科、胸外科、肝胆科等。1989年，中国开始将医用TiNi形状记忆合金应用于心血管方面的研究。1990～1992年，中国召开了两次国内及国际记忆合金在医学方面的应用学术会议，医用TiNi形状记忆合金作为新型的生物功能材料的研究与应用越来越受到医学界的重

5、视。3.中国医用TiNi合金发展历史TiNi形状记忆合金作为一种生物医用材料，不但具有优良的生物相容性、耐蚀耐磨性、高抗疲劳性，以及与人体骨头相近的弹性模量，同时还具有奇特的形状记忆特性和相变伪弹性。因此，TiNi形状记忆合金是医学领域一种理想的生物医用材料。目前已经广泛应用于口腔、骨科、神经外科、心血管科、胸外科、肝胆科、泌尿外科及妇科等，如表1所示。4.TiNi合金在医学上的应用应用领域举例整形外科脊椎侧弯症矫形嚣械、人工颈椎椎间关节、加压骑缝钉、整形外科人工关节、髌骨整复器、颅骨板、颅骨卿钉、接骨板、髓内钉

6、、髓内鞘、接骨超弹性丝、关节接头等口腔科齿列矫正用唇弓丝、齿冠、托环、牙髓针、凿根固定嚣、颌骨固定、齿根种植体、正畸用拉簧推簧等心血管血栓过滤嚣、血管扩张支架、血管成形架、脑动脉瘤夹、血管栓塞嚣、人工心脏等其它方面前列腺扩张固定支架、气量支架、食道支架、尿道支架、节育环、结扎装置、听小骨连镇用假体、带人工鼓膜外耳假体、人工脏嚣用微泵等表1NiTi合金的医学应用Table1ThemedicalapplicationsofNiTialloy心脏支架胆道内支架关节接头Ni离子的溶出TiNi合金与人体溶液作用会游离出Ni

7、+，而Ni+能够抑制DNA的合成，改变其结构，阻断其传输和复制，降低体细胞蛋白含量。从而表现出极强的毒性，致使周围组织产生局部或全身性反应，轻则发炎，重则组织坏死，这在一定程度上影响合金的耐蚀性和生物相容性。因此有必要通过表面改性提高TiNi合金的抗腐蚀性，抑制Ni+的析出，改善其作为植入材料的生物相容性。5.TiNi记忆合金的缺点所谓表面改性，就是采用不同方法在合金表面制备改性层，增强合金的耐蚀性，形状记忆合金的生物相容性。有效的抑制Ni+的溶出，改善TiNi的表面特性。到目前为止关于TiNi表面改性的方法纷繁

8、多样，现将部分结果归纳于表2。6.TiNi合金的表面改性表2医用NiTi形状记忆合金的表面处理方法比较Tablel2ComparisonforsurfacemodificationofbiomedicalNiTishapememoryalloy在表2中众多的表面改性方法中应用广泛的是氧化法、去合金化、电化学沉积法、离子注入法、表面涂层、自组装及激光表面处理等。1.阳极氧化