Nitinol este un aliaj unic cu memorie de formă, caracterizat prin capacitatea sa de a-și restabili automat forma inițială după ce a suferit o deformare plastică la o anumită temperatură. Posedă proprietăți remarcabile, cum ar fi plasticitate excelentă, rezistență la uzură, rezistență la coroziune, amortizare ridicată și superelasticitate.
(1) Tranziția de fază și caracteristicile aliajelor de nichel și titan:
Nitinol, așa cum sugerează și numele, este un aliaj binar compus din nichel și titan. Prezintă două faze diferite de structură cristalină, cunoscute sub numele de austenită și martensită, care suferă o transformare de fază bazată pe temperatură și presiune mecanică. Secvența de răcire a aliajului NiTi implică faza părinte, faza R și faza martensită. Faza austenită, cubică și stabilă la temperaturi mai ridicate sau la descărcare, contrastează cu faza R romboedrică, în timp ce faza martensită, hexagonală și ductilă, este prezentă la temperaturi mai scăzute sau sub sarcină.
(2) Proprietăți unice ale aliajelor de nichel-titan:
Caracteristicile memoriei formei: Nitinolul demonstrează comportamentul memoriei formei, în care materialul revine la forma sa inițială atunci când este încălzit peste temperatura Af după ce a fost deformat în faza martensitică sub temperatura Mf.
Superelasticitate: Nitinolul prezintă o supraelasticitate, ceea ce îi permite să reziste la tensiuni dincolo de limita sa elastică atunci când este supus forțelor externe. Își poate recupera automat forma inițială la descărcare.
Sensibilitatea la schimbările de temperatură intraorale: În domeniul ortodonției, firele din oțel inoxidabil și aliaje de CoCr sunt afectate minim de schimbările de temperatură din cavitatea bucală. Cu toate acestea, firele de nichel-titan sunt mai sensibile la aceste variații de temperatură.
Rezistența la coroziune: Cercetările sugerează că rezistența la coroziune a firelor de nichel-titan este comparabilă cu cea a firelor din oțel inoxidabil.
Non-toxicitate: Datorită compoziției sale atomice, inclusiv nichel și titan, aliajul cu memorie de formă Nitinol este considerat netoxic. Deși se știe că nichelul are efecte cancerigene, concentrația sa în nitinol este semnificativ mai mică.
Forță ortodontică blândă: Diferite fire ortodontice, cum ar fi fire de oțel inoxidabil austenitic, aliaj de cobalt-crom-nichel, aliaj de nichel-crom, aliaj australian, aliaj de aur și fire de aliaj de titan, sunt disponibile în comerț. Fiecare tip de sârmă aplică niveluri diferite de forță pentru tratamentul ortodontic.
Caracteristici excelente de absorbție a șocurilor: Vibrațiile crescute ale arcului care rezultă din mestecare sau măcinare nocturnă pot duce la efecte dăunătoare asupra rădăcinilor dentare și a țesuturilor parodontale.
Nitininol
sârmă din aliaj de titan
sârmă de nichel-titan de la TopTiTech
(3) Clasificarea firelor din aliaj de nichel-titan (metoda de clasificare Evans și Durning):
Clasificările timpurii au inclus sârmă de aur, sârmă din aliaj de cobalt-crom și sârmă rotundă din oțel inoxidabil (anii 1940).
Aliajele stabilizate martensitice, predominant aliaje martensitice de nichel-titan, au fost dezvoltate în anii 1960. Aceste arcuri posedă o rigiditate mai mică și generează forțe de corecție mai ușoare.
Aliajele activate cu austenită, cum ar fi aliajele nichel-titan din China și japoneza introduse în anii 1980, prezintă un comportament austenitic, indiferent de plasarea lor în interiorul sau în exteriorul cavității bucale.
Aliajele de nichel-titan activate de martensită au apărut în anii 1990. Aceste aliaje prezintă mai multe stări la temperatura camerei, se deformează cu ușurință și au un interval de temperatură de transformare (TTR) mai mic decât temperatura orală sau aproape de aceasta.
Aliajele termodinamice nichel-titan gradate, cu un TTR mai mare decât temperatura orală (aproximativ 40 de grade), rămân în mai multe stări atunci când sunt plasate în cavitatea bucală, rezultând un arc relativ moale.
(4) Aplicații clinice ale firelor din aliaj de nichel-titan:
Alinierea și nivelarea inițială: arcurile din aliaj de nichel-titan, cu proprietățile lor superelastice și de memorie a formei, sunt utilizate în mod obișnuit în etapele inițiale ale tratamentului ortodontic datorită curbei lor mai mici de tensiune-deformare.
Arcuri nichel-titan: Folosite în ortodonție, aceste arcuri utilizează supraelasticitatea nichel-titan pentru a crea tensiune sau compresie, ajutând la mișcarea dinților și la deschiderea golului.
Arcul LH: Dezvoltat de Dr. Soma în Japonia, arcul „LH”, numit după „Histerezis scăzut”, prezintă diferențe minime de stres între activare și mișcarea dinților, permițându-i să revină încet la poziția inițială.
