Ist Nitinol eine Superlegierung?
Nitinol ist eine nahezu äquiatomare Metalllegierung aus Nickel und Titan mit einzigartigen Eigenschaften, einschließlich Superelastizität (auch als Pseudoelastizität bekannt) und Formgedächtnis.
Superelastizität/Quasi-Elastizität bedeutet, dass Nitinol unter Druck eine große Elastizität aufweist und bei Nachlassen des Drucks in seine ursprüngliche Form zurückkehren kann.
Die superelastischen Eigenschaften von Nitinol ermöglichen es medizinischen Geräten, die es verwenden, sich auf ein niedrigeres Profil zu komprimieren, wenn sie durch einen Katheter im Körper eines Patienten platziert werden. Implantate aus NiTi, wie zum Beispiel Herzklappen, dehnen sich an der Implantationsstelle auf die gewünschte Größe und Form aus und verbleiben im Körper des Patienten, während NiTi-Behandlungsgeräte, wie zum Beispiel Ablationskatheter, sich im Körper ausdehnen, das Zielgewebe behandeln und dann komprimieren noch einmal zum Abrufen.
Formgedächtnis bedeutet, dass sich NiTi an seine ursprüngliche Form erinnern kann und beim Erhitzen in seine ursprüngliche Form zurückkehrt. Beispielsweise sind einige über einen Katheter eingeführte Implantate so konzipiert, dass sie sich bei Körpertemperatur in ihre vorgeformte Form ausdehnen und dauerhaft eingesetzt werden können.
Eine vielversprechende Anwendung für die Formgedächtniseigenschaften von Nitinol wird vom Herzinsuffizienz-Startup Adona Medical entwickelt, das ein Herz-Shunt-Gerät entwickelt, das variable Flussraten regulieren kann.
„Angesichts des zunehmenden Trends zur Verwendung minimalinvasiver Verfahren zur Behandlung von Patienten ist Nitinol aufgrund seiner Fähigkeit, nach mechanischer Verformung oder Erwärmung in seine ursprüngliche Form zurückzukehren, zu einem beliebten Material der Wahl geworden“, sagte die FDA in einem Leitliniendokument zu Nitinol. Form.“ . „Diese Eigenschaften sind auf die reversible Umwandlung zwischen der Austenit- und der Martensitphase zurückzuführen, die temperaturinduziert (Formgedächtnis) oder spannungsinduziert (Pseudoelastizität) sein kann. Daher kann Nitinol mit Edelstahl-, Titan- oder Kobalt-Chrom-Legierungen im Vergleich zu herkömmlichen Metalllegierungen einem höheren Grad an reversibler Verformung ohne plastische Verformung standhalten.“
Zu den medizinischen Anwendungen von NiTi-Legierungen gehören:
Implantierbare Herzgeräte wie Ersatzherzklappen, die über einen Katheter eingeführt und platziert werden können (ein Beispiel ist die Harmony-Klappe von Medtronic)
Zahnheilkunde, insbesondere Kieferorthopädie mit Drähten und Brackets zur Verbindung von Zähnen. Ein Beispiel für den Einsatz in der Kieferorthopädie sind „Sure Smile“-Zahnspangen.
Endodontische Behandlung, bei der die Wurzelkanäle während der Wurzelkanalbehandlung gereinigt und geformt werden
In der kolorektalen Chirurgie wird das Material in verschiedenen Geräten verwendet, um den Darm nach der Entfernung von Läsionen wieder zu verbinden.
Stents und Stent-Retriever, wie das Embotrap-Gerät von Johnson & Johnson, werden zur Entfernung von Blutgerinnseln bei Patienten mit ischämischem Schlaganfall (Thrombektomie) eingesetzt.
orthopädische Implantate
Fäden zur Markierung und Lokalisierung von Brusttumoren
Rohre für eine Vielzahl medizinischer Anwendungen
Spitze des Ablationskatheters
Mechanische Betätigung bekämpft Muskelschwund (Harvard-Studie)
Auflösbares Gerät (in Forschung am MIT)
Das in einen Katheter einführbare Stentrode-Schnittstellenimplantat für die Gehirnsteuerung von Synchron
Chirurgische Roboter, etwa ein Prototyp für die Hirntumorchirurgie bei Kindern
Periphere Interventionsgeräte wie das einzigartige System von LimFlow verhindern eine Amputation aufgrund einer chronischen Extremitätenischämie
