Nitinol er en unik formminnelegering, karakterisert ved dens evne til automatisk å gjenopprette sin opprinnelige form etter å ha gjennomgått plastisk deformasjon ved en bestemt temperatur. Den har bemerkelsesverdige egenskaper som utmerket plastisitet, slitestyrke, korrosjonsmotstand, høy demping og superelastisitet.
(1) Faseovergang og egenskaper for legeringer av nikkel og titan:
Nitinol, som navnet antyder, er en binær legering som består av nikkel og titan. Den viser to forskjellige krystallstrukturfaser kjent som austenitt og martensitt, som gjennomgår fasetransformasjon basert på temperatur og mekanisk trykk. Avkjølingssekvensen til NiTi-legering involverer moderfasen, R-fasen og martensittfasen. Austenittfasen, kubisk og stabil ved høyere temperaturer eller ubelastet, står i kontrast til den romboedriske R-fasen, mens martensittfasen, sekskantet og duktil, er tilstede ved lavere temperaturer eller under belastning.
(2) Unike egenskaper for nikkel-titanium-legeringer:
Formminneegenskaper: Nitinol demonstrerer formminneadferd, der materialet går tilbake til sin opprinnelige form når det varmes opp over Af-temperaturen etter å ha blitt deformert i martensittisk fase under Mf-temperaturen.
Superelastisitet: Nitinol utviser superelastisitet, som gjør at den tåler belastninger utover dens elastiske grense når den utsettes for ytre krefter. Den kan automatisk gjenopprette sin opprinnelige form ved lossing.
Følsomhet for intraorale temperaturendringer: Innen kjeveortopedi påvirkes ledninger av rustfritt stål og CoCr-legering minimalt av temperaturendringer i munnen. Imidlertid er nikkel-titan-ledninger mer følsomme for disse temperaturvariasjonene.
Korrosjonsmotstand: Forskning tyder på at korrosjonsmotstanden til nikkel-titan-tråder er sammenlignbare med rustfrie ståltråder.
Ikke-toksisitet: På grunn av sin atomsammensetning, inkludert nikkel og titan, anses Nitinol formminnelegering som ikke-giftig. Selv om nikkel er kjent for å ha kreftfremkallende effekter, er konsentrasjonen i Nitinol betydelig lavere.
Mild kjeveortopedisk kraft: Ulike kjeveortopedisk ledninger, for eksempel austenittisk rustfritt stål, kobolt-krom-nikkel-legering, nikkel-krom-legering, australsk legering, gulllegering og titanlegeringstråder, er kommersielt tilgjengelige. Hver ledningstype bruker forskjellige kraftnivåer for kjeveortopedisk behandling.
Utmerkede støtdempende egenskaper: Økte buetrådvibrasjoner som følge av tygging eller nattlig sliping kan føre til skadelige effekter på tannrøtter og periodontale vev.
nitinol
titanlegeringstråd
nikkel-titan-tråd fra TopTiTech
(3) Klassifisering av tråder av nikkel-titaniumlegering (Evans og Durning klassifiseringsmetode):
Tidlige klassifiseringer inkluderte gullbuetråd, kobolt-kromlegeringstråd og rundtråd av rustfritt stål (1940-tallet).
Martensittiske stabiliserte legeringer, hovedsakelig martensittiske nikkel-titan-legeringer, ble utviklet på 1960-tallet. Disse buetrådene har lavere stivhet og genererer lettere korreksjonskrefter.
Austenitt-aktiverte legeringer, som kinesiske og japanske nikkel-titan-legeringer introdusert på 1980-tallet, viser austenittisk oppførsel uavhengig av deres plassering i eller utenfor munnhulen.
Martensitt-aktiverte nikkel-titan-legeringer dukket opp på 1990-tallet. Disse legeringene viser flere tilstander ved romtemperatur, gjennomgår lett deformasjon og har et transformasjonstemperaturområde (TTR) lavere enn oral temperatur eller nær det.
Graderte termodynamiske nikkel-titanium-legeringer, med en TTR høyere enn oral temperatur (rundt 40 grader), forblir i flere tilstander når de plasseres i munnhulen, noe som resulterer i en relativt myk buetråd.
(4) Kliniske anvendelser av nikkel-titanium-legeringstråder:
Innledende justering og utjevning: Nikkel-titanium-legering-buetråder, med sine superelastiske egenskaper og formminneegenskaper, brukes ofte i de innledende stadiene av kjeveortopedisk behandling på grunn av deres lavere spennings-tøyningskurve.
Nikkel-titan fjærer: Brukt i kjeveortopedi, disse fjærene utnytter superelastisiteten til nikkel-titan for å skape spenning eller kompresjon, og hjelper til med tannbevegelse og gapåpning.
LH-buetråd: Utviklet av Dr. Soma i Japan, "LH"-buetråden, oppkalt etter "Low Hysteresis", viser minimale spenningsforskjeller mellom aktivering og tannbevegelse, slik at den sakte kan gå tilbake til sin opprinnelige posisjon.
