Nitinol היא סגסוגת זיכרון צורה ייחודית, המאופיינת ביכולתה לשחזר אוטומטית את צורתה המקורית לאחר שעברה דפורמציה פלסטית בטמפרטורה מסוימת. יש לו מאפיינים יוצאי דופן כמו פלסטיות מעולה, עמידות בפני שחיקה, עמידות בפני קורוזיה, שיכוך גבוה וסופר-אלסטיות.
(1) מעבר שלבים ומאפיינים של סגסוגות של ניקל וטיטניום:
ניטינול, כפי ששמו מרמז, הוא סגסוגת בינארית המורכבת מניקל וטיטניום. הוא מציג שני שלבי מבנה גבישי שונים הידועים כאוסטניט ומרטנזיט, העוברים טרנספורמציה של פאזה על בסיס טמפרטורה ולחץ מכני. רצף הקירור של סגסוגת NiTi כולל את שלב האב, שלב R ושלב מרטנזיט. הפאזה האוסטניטית, מעוקבת ויציבה בטמפרטורות גבוהות יותר או ללא עומס, מנוגדת לשלב R-Rhombohedral, בעוד ששלב המרטנזיט, משושה ורקיע, קיים בטמפרטורות נמוכות יותר או תחת עומס.
(2) מאפיינים ייחודיים של סגסוגות ניקל-טיטניום:
מאפייני זיכרון צורות: Nitinol מדגים התנהגות של זיכרון צורות, כאשר החומר חוזר לצורתו המקורית כאשר הוא מחומם מעל טמפרטורת Af לאחר עיוות בשלב המרטנזי מתחת לטמפרטורת Mf.
גמישות על: ניטינול מפגין גמישות על, המאפשרת לו לעמוד במאמצים מעבר לגבול האלסטי שלו כאשר הוא נתון לכוחות חיצוניים. זה יכול לשחזר אוטומטית את צורתו המקורית עם הפריקה.
רגישות לשינויי טמפרטורה תוך-אורלית: בתחום האורתודונטיה, חוטי נירוסטה וסגסוגת CoCr מושפעים באופן מינימלי משינויי טמפרטורה בתוך הפה. עם זאת, חוטי ניקל-טיטניום רגישים יותר לשינויי טמפרטורה אלו.
עמידות בפני קורוזיה: מחקרים מראים שעמידותם בפני קורוזיה של חוטי ניקל-טיטניום דומה לזו של חוטי נירוסטה.
אי רעילות: בשל ההרכב האטומי שלה, כולל ניקל וטיטניום, סגסוגת זיכרון צורת Nitinol נחשבת לא רעילה. למרות שלניקל ידוע שיש השפעות מסרטנות, ריכוזו בניטינול נמוך משמעותית.
כוח אורתודונטי עדין: חוטים אורתודונטיים שונים, כגון נירוסטה אוסטניטית, סגסוגת קובלט-כרום-ניקל, סגסוגת ניקל-כרום, סגסוגת אוסטרלית, סגסוגת זהב וחוטי סגסוגת טיטניום, זמינים מסחרית. כל סוג חוט מפעיל רמות שונות של כוח לטיפול אורתודונטי.
מאפיינים מצוינים של בלימת זעזועים: תנודות מוגברות של חוטי קשת הנובעות מלעיסת או שחיקה לילית עלולה להוביל להשפעות מזיקות על שורשי השיניים ורקמות החניכיים.
ניטינול
חוט מסגסוגת טיטניום
חוט ניקל-טיטניום מבית TopTiTech
(3) סיווג חוטי סגסוגת ניקל-טיטניום (שיטת הסיווג של אוונס ודורנינג):
הסיווגים המוקדמים כללו חוטי קשת זהב, חוטי סגסוגת קובלט-כרום וחוטי נירוסטה עגולים (שנות הארבעים).
סגסוגות מיוצבות מרטנזיות, בעיקר סגסוגות ניקל-טיטניום מרטנסיטיות, פותחו בשנות ה-60. לחוטי הקשת הללו יש קשיחות נמוכה יותר ויוצרים כוחות תיקון קלים יותר.
סגסוגות המופעלות על ידי אוסטניט, כגון סגסוגות ניקל-טיטניום סיניות ויפניות שהוצגו בשנות ה-80, מפגינות התנהגות אוסטניטית ללא קשר למיקומן בתוך או מחוצה לו חלל הפה.
סגסוגות ניקל-טיטניום המופעלות על ידי מרטנזיט הופיעו בשנות ה-90. סגסוגות אלו מציגות מצבים מרובים בטמפרטורת החדר, עוברות בקלות דפורמציה, ובעלות טווח טמפרטורת טרנספורמציה (TTR) נמוך מטמפרטורת הפה או קרוב אליה.
סגסוגות ניקל-טיטניום תרמודינמיות מדורגות, עם TTR גבוה מטמפרטורת הפה (בסביבות 40 מעלות), נשארות במצבים מרובים כשהן מונחות בחלל הפה, וכתוצאה מכך חוט קשתי רך יחסית.
(4) יישומים קליניים של חוטי סגסוגת ניקל-טיטניום:
יישור ופילוס ראשוניים: חוטי קשת מסגסוגת ניקל-טיטניום, עם תכונות הסופר-אלסטיות וזיכרון הצורה שלהם, משמשים בדרך כלל בשלבים הראשונים של טיפול אורתודונטי בשל עקומת מתח-מתח נמוכה יותר.
קפיצי ניקל-טיטניום: בשימוש ביישור שיניים, קפיצים אלו מנצלים את הגמישות העל-אלסטית של ניקל-טיטניום כדי ליצור מתח או דחיסה, ומסייעים בתנועת השיניים ובפתיחת הרווחים.
חוט קשת LH: פותח על ידי ד"ר סומה ביפן, חוט הקשת "LH", על שם "היסטרזיס נמוך", מציג הבדלי מתח מינימליים בין הפעלה לתנועת שיניים, מה שמאפשר לו לחזור למיקומו המקורי באיטיות.
