Supersprężyste implanty NiTi dla ciągłej dystrakcji kości

• Autorzy: Lekston Z. , Stróż D. , Morawiec H.

Warianty tytułu

EN

Superelastic NiTi implants for continuous bone distraction

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Zasadniczym założeniem tej pracy było osiągnięcie nadsprężystości implantów użytych do dystrakcji kości dla korekcji deformacji czaszkowo-twarzowych. Opisano dwie możliwości przygotowania nadsprężystych, sprężynowych implantów użytych w kranioplastyce. W pierwszej użyto nadsprężyste, proste druty jako sprężyny w kształcie Omega lub U. Nadsprężystość jest indukowana w drutach przez wstępną deformację na zimno i wyżarzanie poniżej temperatury rekrystalizacji. Struktura dyslokacyjna i mało-kątowe granice ziaren są charakterystyczne dla struktury tych drutów. Druga możliwość indukowania nadsprężystości w sprężynach pierścieniowych bazuje na umocnieniu wydzieleniowym. W tym celu użyto stop z wyższą zawartością niklu (51%at.), w którym wydzielanie koherentnych cząstek fazy Ni4Ti3 prowadzi do umocnienia osnowy i pozwala osiągnąć wyraźne plateau naprężania na krzywej naprężenie-odkształcenie. Przydatność uzyskanych implantów wykazano w zastosowaniach klinicznych.

EN

The basic assumption of his work was to achieve the superelastic behaviour of implants used for bone distraction for correction craniomaxillofacial deformities. This paper describes two possibilities of preparing the superelastic spring implants used in cranioplasty. In the first one the superelastic straight wires were used for Omega and U-shape springs. The superelasticity is induced to the wires by a proper cold deformation and annealing below the recrystallization temperature. Dislocation cells and low angle grain boundaries are characteristic for the structure of these wires. The second possibility of the superelasticity induction into ring springs is based on the precipitation hardening. For this purpose an alloy with higher amount of nickel (51 at%) was used at which precipitation of the Ni4Ti3 coherent particles leads to the matrix hardening and allows to achieve a distinguish stress plateau on the stress-strain curve. The obtained implants have shown their usefulness in clinical applications.

Słowa kluczowe

PL

stop Ni-Ti; nadsprężyste implanty; ciągła dystrakcja kości; sprężyny dla kranioplastyki

EN

NiTi alloy; superelastic implants; continuous bone distraction; springs for cranioplasty

• Wydawca: Polish Society for Biomaterials in Cracow
• Czasopismo: Engineering of Biomaterials
• Rocznik: 2007
• Tom: Vol. 10, no. 67-68
• Strony: 38--42
• Opis fizyczny: Bibliogr. 12 poz., rys., wykr.

Twórcy

autor

Lekston Z.

• Instytut Nauki o Materiałach, Uniwersytet Śląski, 40-007 Katowice, Bankowa 12

autor

Stróż D.

• Instytut Nauki o Materiałach, Uniwersytet Śląski, 40-007 Katowice, Bankowa 12

autor

Morawiec H.

• Instytut Nauki o Materiałach, Uniwersytet Śląski, 40-007 Katowice, Bankowa 12

Bibliografia

• [1] Poncet P. P., Nitinol medical device design considerations. Proceedings of the International Conference on Shape Memory and Superelastic Technologies California 2000 pp: 441-455.
• [2] Pelton A.R., Stockel D., Duerig T.W., Medical uses of NiTinol Materials Science Forum 327-328 {2000) pp. 63-70.
• [3] DuerigT. W., Zadno R.: An engineers perspective of pseudoelasticity. Engineering Aspect of Shape Memory Alloys, London 1990 pp. 369-393.
• [4] C. Lauritzen, Y. Sugawara, O. Kocabalkan, R. Olsson, Scand. J: Plast. Reconstr. Hand Surg: 32 (1998) pp. 331-339.
• [5] Idelsohn S., Pena S, Lacroix D., Planell S. A., Gil F.S., Continuous mandibular distraction osteogenesis using superelastic shape memory alloy (SMA). J. Mater. Sci.: Materials in Medicine 15 (2004) pp.541 546.
• [6] Lekston Z, Drugacz J., Morawiec H., Application of superelastic NiTi wires for mandibular distraction. Materials Science and Engineering A 378 (2004) pp. 537-541.
• [7] Morawiec H., Lekston Z., Kobus K., Węgrzyn M., Drugacz J., Superelastic NiTi springs for corrective skull operations in children with craniosynostosis. J. Mater. Sci. May (2007).
• [8] Li D. Y., Chen L. Q., Shape of rhombohedral coherent Ti11Ni14 precipitate in a cubic matrix and its growth and dissolution during constrained ageing. Acta Mater: 45 (1997) pp. 2435-2442.
• [9] Tirry W, Schryvers, Quantitative determination of strain fields around Ni4Ti3 precipitates in NiTi. Acta Materialia 53 (2005) pp. 1041-1049.
• [10] Chumlyakov Yu. I., Kireeva I. V., Litviniva E. I.; Lisyuk A. G., Superelasticity during the elastic twinning, slip and martensitic transformation. Proceed. of Second International Conf. on Shape Memory and Superelastic Technologies, California, 1997 pp. 29-34.
• [11] Chumlyakov Yu. I., Kireeva I. V., Lysyuk A. G., Zuev Yu. L., Superelasticity and shape-memory effects in Ti-Ni single crystal. Proceed. of Second International Conf. on Shape Memory and Superelastic Technologies, California, 1997 pp. 7-12.
• [12] Pelton A. R., DiCello J., Miyazaki S., Optimization of processing and properties of medical-grade Nitinol wire. Min. Invas. Ther. & Allied Technol. 9(1) (2000) pp. 107-118.