新型纳米结构形状记忆合金材料在医学上应用

用新型纳米结构形状记忆合金制备微创植入医疗设备支架，通过将其浸入各种酸度的溶液中2年，在静态条件下测试其耐腐蚀性能。静态力学性能和生物相容性。研究材料为280‐μm导线，在450°C的空气热处理15分钟和表面机械处理前后。利用透射电子显微镜(TEM)测定了晶粒的特征图像和尺寸，并测定了相组成;表面形态;用X射线衍射仪研究了层间的组成;扫描电子显微镜(SEM);还有俄歇光谱仪。所研究的纳米钛合金材料在任何酸度溶液中的镍释放量都小于微结构钛合金材料的数据。碱性介质中不存在溶解。在抛光样品的弱酸性和中性溶液中，观察到镍离子释放的显著延迟整体浓度不显著和钛离子释放的缺失。与显微组织钛合金材料相比，强度和塑性同时提高了7-11%。这些样本的毒性尚未公布。

镍钛合金具有形状记忆效应(SME)和类似于活组织行为的力学特性，多年来已经被用作生产医疗设备的材料，包括植入物，例如支架。SME促进了创伤最小的自扩张支架的生产，这种支架被植入人体，以缓解呼吸道、消化系统、排泄系统、和心血管系统，恢复正常循环的生理流量，不需要其他设备除导管载体。但钛合金材料中含有镍(包括其表面)，对生物体是有毒的。不同的作者给出了完全不同的镍离子从微观结构钛合金材料释放到介质中的时间(最高为常数)和量级(从分数到数百毫克/升)。此外，还发现镍钛合金具有不同程度的生物相容性和电化学腐蚀特性。钛合金材料的性能一般由结构和组成决定，而结构和组成又取决于生产工艺和处理方法。

众所周知，纳米结构的形成赋予材料特殊的、可控的特性。钛合金材料与钛一样，是一种自钝化材料，也就是说，它形成一种复杂的表面氧化层，保护材料不受腐蚀，而且本身具有生物相容性。这一氧化层也包围着每一粒。因此，可以假设在合金的纳米化过程中，增加这种晶界的体积分数将对其耐蚀性和生物相容性产生积极的影响。另一方面，由于腐蚀通常在表面非均质处发生，因此高密度的晶间缺陷会导致较差的腐蚀性能。制备块状纳米晶材料最有效的方法之一是严重塑性变形(SPD)，导致粗晶粒击穿成纳米晶粒尺寸小于100 nm。SPD的主要技术是等通道角挤压(ECAP)，包括热机械处理、高压扭转(HPT)、静液挤压等。