Нитинолът е уникална сплав с памет на формата, характеризираща се със способността си автоматично да възстановява първоначалната си форма след претърпяване на пластична деформация при определена температура. Притежава забележителни свойства като отлична пластичност, устойчивост на износване, устойчивост на корозия, високо затихване и свръхеластичност.
(1) Фазов преход и характеристики на сплави от никел и титан:
Нитинолът, както подсказва името му, е бинарна сплав, съставена от никел и титан. Той показва две различни фази на кристална структура, известни като аустенит и мартензит, които претърпяват фазова трансформация въз основа на температура и механично налягане. Последователността на охлаждане на NiTi сплавта включва основната фаза, R фазата и мартензитната фаза. Аустенитната фаза, кубична и стабилна при по-високи температури или когато е ненатоварена, контрастира с ромбоедричната R фаза, докато мартензитната фаза, хексагонална и пластична, присъства при по-ниски температури или под натоварване.
(2) Уникални свойства на никел-титанови сплави:
Характеристики на паметта на формата: Нитинолът демонстрира поведение на паметта на формата, при което материалът се връща към първоначалната си форма при нагряване над температурата Af, след като е бил деформиран в мартензитната фаза под температурата Mf.
Свръхеластичност: Нитинолът проявява свръхеластичност, която му позволява да издържа на натоварвания извън неговата граница на еластичност, когато е подложен на външни сили. Може автоматично да възстанови първоначалната си форма при разтоварване.
Чувствителност към интраорални температурни промени: В областта на ортодонтията, проводниците от неръждаема стомана и CoCr сплави се влияят минимално от температурните промени в устата. Но никел-титановите жици са по-чувствителни към тези температурни промени.
Устойчивост на корозия: Изследванията показват, че устойчивостта на корозия на никел-титаниеви проводници е сравнима с тази на проводниците от неръждаема стомана.
Нетоксичност: Поради своя атомен състав, включително никел и титан, сплавта с памет на формата Nitinol се счита за нетоксична. Въпреки че е известно, че никелът има канцерогенни ефекти, концентрацията му в Nitinol е значително по-ниска.
Нежна ортодонтска сила: В търговската мрежа се предлагат различни ортодонтски нишки, като аустенитна неръждаема стомана, кобалтово-хром-никелова сплав, никел-хромова сплав, австралийска сплав, златна сплав и титанова сплав. Всеки тип тел прилага различни нива на сила за ортодонтско лечение.
Отлични характеристики за поглъщане на удар: Повишените вибрации на дъгата в резултат на дъвчене или нощно смилане могат да доведат до вредни ефекти върху зъбните корени и пародонталните тъкани.
нитинол
тел от титанова сплав
никел-титаниева тел от TopTiTech
(3) Класификация на проводници от никел-титанова сплав (метод на класификация на Еванс и Дърнинг):
Ранните класификации включват златна арка, тел от кобалтово-хромова сплав и кръгла тел от неръждаема стомана (1940 г.).
Мартензитно стабилизирани сплави, предимно мартензитни никел-титанови сплави, са разработени през 60-те години. Тези дъги имат по-ниска твърдост и генерират по-леки коригиращи сили.
Активираните с аустенит сплави, като китайските и японските никел-титанови сплави, въведени през 80-те години на миналия век, показват аустенитно поведение, независимо от разположението им вътре или извън устната кухина.
Активираните с мартензит никел-титанови сплави се появиха през 90-те години на миналия век. Тези сплави показват множество състояния при стайна температура, лесно се деформират и имат температурен диапазон на трансформация (TTR) по-нисък от оралната температура или близък до него.
Градуираните термодинамични никел-титанови сплави, с TTR по-висока от оралната температура (около 40 градуса), остават в множество състояния, когато се поставят в устната кухина, което води до относително мека дъга.
(4) Клинични приложения на проводници от никел-титанова сплав:
Първоначално подравняване и нивелиране: Дъги от никел-титаниева сплав, с техните свръхеластични свойства и свойства на паметта на формата, обикновено се използват в началните етапи на ортодонтското лечение поради тяхната по-ниска крива напрежение-деформация.
Никел-титаниеви пружини: Използвани в ортодонтията, тези пружини използват свръхеластичността на никел-титан, за да създадат напрежение или компресия, подпомагайки движението на зъбите и отварянето на празнини.
LH дъга: Разработена от д-р Сома в Япония, "LH" дъгата, наречена на "Нисък хистерезис", показва минимални разлики в напрежението между активирането и движението на зъба, което му позволява да се върне в първоначалната си позиция бавно.
