Virsmas pasivēšanaNitinola stiepleir process, kas ietver ķīmisku vai elektroķīmisku apstrādi, lai mākslīgi izveidotu stabilu, blīvu titāna dioksīda (TiO₂) aizsargslāni uz niķeļa-titāna sakausējuma stieples virsmas, tādējādi pārvēršot virsmu no "ķīmiski aktīva un korozijai pakļauta" stāvokļa "ķīmiski inertā" stāvoklī.
Nitinola stieples pamatprincipi
1. Kad formas atmiņas nitinola stieple tiek dabiski pakļauta gaisa iedarbībai, tā spontāni veido ārkārtīgi plānu (2–20 nm) oksīda plēvi.
2. Tomēr, ja šī dabiskā plēve ir pārāk plāna, nevienmērīga vai viegli sabojājama, tā joprojām var pakļauties lēnai korozijai cilvēka ķermenī (piemēram, mutes dobumā vai asinsritē), izdalot niķeļa jonus (kas, iespējams, var izraisīt alerģiju vai iekaisumu).
3. Superelastīgās nitinola stieples mākslīgā pasivēšana attiecas uz procesu, kas tiek veikts spēcīgi oksidējošā vidē (ietverot skābos šķīdumus, elektroķīmiskas metodes vai augstas temperatūras), kas veicina titāna primāro oksidēšanos uz virsmas, tādējādi veidojot biezāku, blīvāku un stabilāku TiO₂ plēvi (no desmitiem līdz simtiem nanometru).
4. Šī plēve darbojas kā barjera, izolējot pamata substrātu, novēršot koroziju un efektīvi bloķējot niķeļa jonus.
Nitinola stieples virsmas pasivācijas mērķi
1. Ievērojami uzlabojiet izturību pret koroziju:
Tas ļauj materiālam izturēt cilvēka fizioloģisko šķidrumu, svīšanas un skābās vai sārmainās vides korozīvo iedarbību, tādējādi pagarinot medicīnas ierīču kalpošanas laiku.
2. Apspiest niķeļa jonu izdalīšanos (viskritiskākais mērķis):
Tas samazina niķeļa izdalīšanos no niķeļa-titāna stieples, tādējādi samazinot citotoksicitātes, alerģisku reakciju un iekaisuma risku, vienlaikus uzlabojot bioloģisko saderību.
3. Uzlabojiet virsmas īpašības:
Pasivācijas apstrāde padara Nitinol stieples virsmu gludāku, samazina berzi, atvieglo šūnu adhēziju un uzlabo virsmas tīrību un izturību pret traipiem.
Nitinola stieples parastās pasivācijas metodes
1. Ķīmiskā pasivācija (iegremdēšana):
Nitinola virzošās stieples tiek iegremdētas šķīdumos, kas satur tādus līdzekļus kā slāpekļskābe, ūdeņraža peroksīds vai skābie oksidētāji, veidojot uz virsmas oksīda plēvi.
Priekšrocības: vienkārša un zema{0}}izmaksa.
Trūkumi: iegūtā plēve ir salīdzinoši plāna, un tās viendabīgums parasti ir mērens.
2. Elektroķīmiskā pasivācija (anodēšana)
SMA Nitinol stieple kalpo kā anods elektrolīta šķīdumā (piemēram, sērskābes vai fosfāta šķīdumos); izmantojot elektrisko strāvu, kontrolētā veidā var izaudzēt viendabīgu un blīvu TiO₂ plēvi.
Priekšrocības: kontrolējams plēves biezums, struktūra un veiktspēja; spēcīga saķere; lieliska aizsardzības efektivitāte; galvenais standarts medicīnas lietojumos.
3. Termiskā oksidēšana (augsta temperatūra)
Nitinola muskuļu stiepli karsē gaisa vai skābekļa atmosfērā (300–600 grādi), veidojot biezu oksīda slāni.
Priekšrocības: blīva plēves struktūra; lieliska izturība pret koroziju.
Trūkumi: var negatīvi ietekmēt formas atmiņu un superelastīgās īpašībasnitinola stieple.
4. Salikts process (bieži izmantots)
Vispārīga darbplūsma: tīrīšana → elektropulēšana (virsmas izlīdzināšana) → pasivēšana (plēves veidošana) → blīvēšana/žāvēšana.
Tipiski pielietojuma lauki
1. Ortodontiskie nitinola loki/Nitinol fails Vads: Izturība pret koroziju mutes vidē; niķeļa alerģiju novēršana; berzes samazināšana pret kronšteiniem.
2. Intervences vadotnes vadi/katetri: ilgstoša{1}}drošība asinsvadu sistēmā; antikoagulanta īpašības; izturība pret lūzumu.
3. Stenti/oklūzija: ilgtermiņa stabilitāte pēc implantācijas organismā; izturība pret koroziju; niķeļa izdalīšanās novēršana.
4. Ortopēdiskās/sporta medicīnas ierīces: uzlabota izturība pret koroziju un bioloģiskā saderība.
Vienkārši sakot: pasivēšana ietver "pārģērbšanu".Nitinola stieplestabilā, aizsargājošā titāna oksīda pārklājumā, tādējādi padarot to drošāku, izturīgāku un labāk piemērotu lietošanai cilvēka ķermenī.
Atsauces:
| [1] | DUERIG T, PELTON A, STÖCKEL D. Pārskats par nitinola pielietojumu medicīnā[J]. Materiālzinātne un inženierzinātnes: A, 1999, 273-275: 149-160. DOI:10.1016/S0921-5093(99)00294-4 |
| [2] | IMBENI V, MARTINI C, PRANDSTRALLER D u.c. Sākotnējais pētījums par NiTi formas atmiņas sakausējuma mikro-mēroga abrazīvo nodilumu[J]. Wear, 2003, 254(12): 1299-1306. DOI:10.1016/S0043-1648(03)00092-9 |
| [3] | DUERIG TW, TOLOMEO DE, WHOLEY M. Pārskats par superelastīgo stentu dizainu[J]. Minimally Invasive Therapy & Allied Technologies, 2000, 9(3/4): 235-246. |
| [4] | TAKAMURA K, HAYASHI K, ISHINISHI N u.c. Ar ortopēdiskajiem implantiem pelēm saistītās kancerogenitātes un hroniskās toksicitātes novērtējums [J]. Journal of Biomedical Materials Research, 1994, 28(5): 583-589. DOI:10.1002/(ISSN)1097-4636 |
