新型納米結構形狀記憶合金材料在醫(yī)學上應用

用新型納米結構形狀記憶合金制備微創(chuàng)植入醫(yī)療設備支架，通過將其浸入各種酸度的溶液中2年，在靜態(tài)條件下測試其耐腐蝕性能。靜態(tài)力學性能和生物相容性。研究材料為280‐μm導線，在450°C的空氣熱處理15分鐘和表面機械處理前后。利用透射電子顯微鏡(TEM)測定了晶粒的特征圖像和尺寸，并測定了相組成;表面形態(tài);用X射線衍射儀研究了層間的組成;掃描電子顯微鏡(SEM);還有俄歇光譜儀。所研究的納米鈦合金材料在任何酸度溶液中的鎳釋放量都小于微結構鈦合金材料的數(shù)據(jù)。堿性介質中不存在溶解。在拋光樣品的弱酸性和中性溶液中，觀察到鎳離子釋放的顯著延遲整體濃度不顯著和鈦離子釋放的缺失。與顯微組織鈦合金材料相比，強度和塑性同時提高了7-11%。這些樣本的毒性尚未公布。

鎳鈦合金具有形狀記憶效應(SME)和類似于活組織行為的力學特性，多年來已經(jīng)被用作生產(chǎn)醫(yī)療設備的材料，包括植入物，例如支架。SME促進了創(chuàng)傷最小的自擴張支架的生產(chǎn)，這種支架被植入人體，以緩解呼吸道、消化系統(tǒng)、排泄系統(tǒng)、和心血管系統(tǒng)，恢復正常循環(huán)的生理流量，不需要其他設備除導管載體。但鈦合金材料中含有鎳(包括其表面)，對生物體是有毒的。不同的作者給出了完全不同的鎳離子從微觀結構鈦合金材料釋放到介質中的時間(最高為常數(shù))和量級(從分數(shù)到數(shù)百毫克/升)。此外，還發(fā)現(xiàn)鎳鈦合金具有不同程度的生物相容性和電化學腐蝕特性。鈦合金材料的性能一般由結構和組成決定，而結構和組成又取決于生產(chǎn)工藝和處理方法。

眾所周知，納米結構的形成賦予材料特殊的、可控的特性。鈦合金材料與鈦一樣，是一種自鈍化材料，也就是說，它形成一種復雜的表面氧化層，保護材料不受腐蝕，而且本身具有生物相容性。這一氧化層也包圍著每一粒。因此，可以假設在合金的納米化過程中，增加這種晶界的體積分數(shù)將對其耐蝕性和生物相容性產(chǎn)生積極的影響。另一方面，由于腐蝕通常在表面非均質處發(fā)生，因此高密度的晶間缺陷會導致較差的腐蝕性能。制備塊狀納米晶材料最有效的方法之一是嚴重塑性變形(SPD)，導致粗晶粒擊穿成納米晶粒尺寸小于100 nm。SPD的主要技術是等通道角擠壓(ECAP)，包括熱機械處理、高壓扭轉(HPT)、靜液擠壓等。