Aliatges de NiTi mèdics: característiques i aplicacions dels aliatges de NiTi
El nitinol és un aliatge metàl·lic especial format per dos elements: níquel i titani. El seu nom "Nitinol" és una combinació de la seva composició i l'abreviatura de Naval Ordnance Laboratory (Ni-Ti-NOL) a Maryland, EUA, on es va descobrir.
El nitinol té dues propietats notables: efecte de memòria de forma i superelasticitat. Aquestes propietats el fan molt útil en diverses aplicacions d'enginyeria i camps mèdics.
Superelasticitat
El nitinol és súper elàstic i pot tornar a la seva forma original fins i tot després de grans deformacions. Això fa que sigui útil a l'hora de fabricar dispositius mèdics i implants que necessiten suportar la deformació i tornar a la seva forma original, com ara stents i implants.
Efecte de memòria de forma
El nitinol té un efecte de memòria de forma, el que significa que pot recordar i restaurar una forma predeterminada a una temperatura determinada. Això li permet adaptar-se a diferents temperatures i formes dins del cos i s'utilitza per fabricar dispositius mèdics i implants que requereixen adaptabilitat, com ara stents, implants i catèters.
Biocompatibilitat
L'aliatge de níquel-titani té una bona biocompatibilitat i és compatible amb teixits humans sense causar rebuig evident ni reaccions al·lèrgiques. Això fa que sigui segur d'utilitzar en la fabricació d'una varietat d'implants i dispositius mèdics, com ara implants, stents, catèters, etc.
Resistencia a la corrosió
L'aliatge de níquel-titani té una bona resistència a la corrosió i pot existir de manera estable al cos durant molt de temps sense ser corroït pels fluids o teixits corporals. Això permet que es pugui utilitzar en la fabricació d'implants a llarg termini i dispositius mèdics com ara stents cardíacs, implants ortopèdics i molt més.
Alta resistència i lleugeresa
L'aliatge de níquel-titani té les característiques d'alta resistència i lleugeresa, que pot proporcionar una resistència suficient mentre manté els instruments i els implants lleugers. Això fa que sigui útil quan es fabriquen dispositius mèdics i implants que requereixen resistència i pes lleuger.
Aquestes propietats de l'aliatge de níquel-titani fan que sigui àmpliament utilitzat en l'àmbit mèdic per fabricar stents, implants, catèters i altres dispositius mèdics. També s'utilitza en diversos camps de l'enginyeria, com ara l'aeroespacial, l'automoció, els marcs d'ulleres, etc., així com en algunes aplicacions especials com ara controladors de temperatura, materials intel·ligents, etc.
A continuació es mostren les aplicacions dels aliatges de níquel-titani en l'àmbit mèdic
1.Cardiovascular
Stents: els stents cardiovasculars són estructures de malla metàl·lica que s'utilitzen per expandir i donar suport als vasos sanguinis. La superelasticitat i l'efecte de memòria de forma de Nitinol permeten que l'stent es comprimeixi a un diàmetre més petit quan s'insereix i després torni a la seva forma original quan s'allibera, assegurant un suport suau del vas sanguini.
Guies i catèters: durant els procediments cardíacs d'intervenció, s'utilitzen catèters i guies per guiar i posicionar altres dispositius, com ara stents i globus. La superelasticitat i la memòria de forma de Nitinol permeten que els catèters i els cables de guia viatgin dins dels vasos sanguinis i tornin a la seva forma predissenyada quan sigui necessari.
Dispositius de trombectomia: aquests dispositius s'utilitzen per eliminar els coàguls de sang dels vasos sanguinis. La superelasticitat i la memòria de forma del nitinol permeten que l'extractor de trombe viatgi a través dels vasos sanguinis i s'adapti a diferents formes de vasos, eliminant així els trombos de manera més eficaç.
Vàlvules del cor: algunes vàlvules del cor estan fetes d'aliatge de níquel-titani per donar suport i millorar la funció de la vàlvula. Aquestes vàlvules es poden implantar mitjançant cirurgia intervencionista per tractar la malaltia de les vàlvules cardíaques.
Reparació d'aneurismes: el nitinol també s'utilitza en la reparació d'aneurismes (expansió local de les parets dels vasos sanguinis). Els stents i altres dispositius de memòria de forma es podrien utilitzar per suportar i reparar les parets dels vasos sanguinis.
2. Vasos sanguinis perifèrics
Stents vasculars perifèrics: semblants als stents cardíacs, els stents vasculars perifèrics s'utilitzen per tractar malalties arterials perifèriques, com ara l'estrenyiment o l'oclusió de les artèries a les cames. La superelasticitat i l'efecte de memòria de forma dels stents de nitinol els permeten adaptar-se a la forma dels vasos sanguinis i mantenir-los oberts.
Reparació d'aneurismes: la reparació d'aneurismes perifèrics (com els aneurismes de l'aorta abdominal) sovint requereix l'ús de stents o altres dispositius per suportar i reparar la paret de l'artèria. Els stents de nitinol poden proporcionar el suport necessari i ajudar a prevenir la ruptura del tumor.
Guies i catèters: en els procediments d'intervenció vascular perifèrica, els catèters i els cables guia s'utilitzen per guiar i posicionar altres dispositius, com ara dilatadors de globus o stents. La superelasticitat i els efectes de memòria de forma del nitinol permeten que els catèters i els cables de guia naveguin pels vasos sanguinis estrets i tortuosos.
Tractament d'oclusió de l'artèria perifèrica: els dispositius com ara stents d'aliatge de níquel-titani i dilatadors de globus s'utilitzen habitualment per tractar l'oclusió de l'artèria perifèrica i ajuden a restaurar el flux sanguini suau.
Intervencions endovasculars: en la cirurgia d'endoarterectomia perifèrica, la superelasticitat i l'efecte de memòria de forma del nitinol permeten als intervencionistes manipular i posicionar més fàcilment el dispositiu de tractament per eliminar la placa o el trombe dins de l'artèria. .
3. Cerebrovascular
Reparació d'aneurisma cerebral: un aneurisma cerebral és una condició perillosa del sistema cerebrovascular que pot provocar sagnat o ruptura. Els stents de nitinol i els dispositius espirals es poden utilitzar per reparar aneurismes cerebrals. Aquests dispositius es poden inserir a través dels vasos sanguinis i desplegar-se dins de l'aneurisma cerebral per suportar la paret del vas i reduir el risc que l'aneurisma continuï expandint-se.
Tractament de l'estenosi arterial cerebral: l'estenosi arterial cerebral pot provocar condicions perilloses com l'ictus isquèmic. Dispositius com els stents de Nitinol i els dilatadors de globus es poden utilitzar per tractar l'estenosi arterial cerebral, dilatar els vasos sanguinis i restaurar el flux sanguini normal.
Embolització d'aneurismes: aquest és un mètode de tractament intervencionista que s'utilitza per bloquejar el flux sanguini als aneurismes cerebrals i reduir el risc de trencament d'aneurisma. La superelasticitat del Nitinol permet que el dispositiu espiral implantat ompli l'aneurisma i impedeix que la sang hi entri.
Angioplàstia: els dilatadors de globus de nitinol s'utilitzen sovint en l'angioplàstia cerebral per millorar el flux sanguini mitjançant la dilatació dels vasos sanguinis estrets.
Tractament d'aneurisma endovascular: aquest tractament d'intervenció utilitza un catèter i un stent de nitinol per tractar els aneurismes cerebrals.
4. Electrofisiologia
Cables d'elèctrodes: el nitinol es pot utilitzar per fabricar cables d'elèctrodes per a marcapassos i desfibril·ladors. Aquests cables han de tenir una bona flexibilitat i durabilitat per garantir que puguin contactar de manera estable amb el teixit cardíac durant molt de temps per proporcionar un control fiable del ritme cardíac.
Neuroestimuladors: en els camps de la neurociència i la neurocirurgia, el nitinol es pot utilitzar per a elèctrodes o altres components en neuroestimuladors. Aquests dispositius es poden utilitzar per tractar malalties com el dolor crònic i la malaltia de Parkinson, per la qual cosa han de ser ben compatibles amb el teixit nerviós i tenir una flexibilitat i estabilitat adequades.
Equips d'investigació d'electrofisiologia: en la investigació científica, el nitinol es pot utilitzar per fabricar equips experimentals electrofisiològics, com ara microelèctrodes o altres sondes utilitzades per registrar l'activitat neuronal. Aquests equips han de tenir una alta sensibilitat i estabilitat per mesurar amb precisió els senyals bioelèctrics.
5. Gastroenterologia
Stents esofàgics: els stents de nitinol es poden utilitzar per tractar malalties com l'estenositat esofàgica o el càncer d'esòfag. Aquests stents s'insereixen a través d'un endoscopi i es despleguen per suportar i dilatar l'esòfag i ajudar a restaurar la permeabilitat esofàgica.
Stents gastrointestinals: similars als stents esofàgics, els stents de Nitinol també es poden utilitzar per tractar les estenoses gastrointestinals, les obstruccions o el càncer. Aquests stents es poden inserir mitjançant un endoscopi o abordatge percutani per suportar i dilatar la zona gastrointestinal corresponent.
Dispositius de tancament gastrointestinal: en cirurgia gastrointestinal, el Nitinol es pot utilitzar per fabricar dispositius de tancament per suturar o subjectar teixits per aconseguir sutura i anastomosi quirúrgiques.
Sondes gastrointestinals: durant els exàmens endoscòpics o la cirurgia, el Nitinol es pot utilitzar per fer sondes, com ara sondes de biòpsia o de tractament, per obtenir mostres o realitzar operacions de tractament.
Motlles intestinals: quan es tracten certes malalties intestinals, poden ser necessaris motlles fets d'aliatges de níquel-titani per ajudar a donar forma a l'estructura intestinal, promoure la curació o prevenir les estenoses.
6. Urologia
Stents uretrals: els stents d'aliatge de níquel-titani es poden utilitzar per tractar les estenoses o obstruccions uretrals. Aquests stents s'insereixen a través de la uretra, s'expandeixen per suportar i dilatar la uretra i ajuden a mantenir la permeabilitat uretral.
Stents ureterals: similars als stents uretrals, els stents d'aliatge de níquel-titani també es poden utilitzar per tractar les estenoses o obstruccions ureterals. Aquests stents es poden inserir a través del tracte urinari per suportar i dilatar els urèters i afavorir un drenatge suau de l'orina.
Nefroscopis i cistelles de recuperació de pedres: en la cirurgia de càlculs renals, es poden utilitzar aliatges de níquel i titani per fabricar nefroscopis o clips de càlculs renals per a l'examen i l'eliminació de càlculs renals.
Stents de la bufeta: quan es tracten les estenoses o les obstruccions de la bufeta, poden ser necessaris stents d'aliatge de níquel-titani per dilatar i suportar el pas de la bufeta.
Sondes urològiques: durant els exàmens o procediments urològics, poden ser necessàries sondes fetes de Nitinol, com ara sondes de biòpsia o sondes terapèutiques, per obtenir mostres o realitzar procediments terapèutics.
Esfínter urinari artificial: quan es tracta la incontinència urinària o la disfunció de l'esfínter urinari, pot ser necessari un esfínter urinari artificial fet de Nitinol per restablir el control de l'orina.
Stents uretrals: els stents de nitinol es poden utilitzar per tractar les estenoses o obstruccions uretrals. Aquests stents s'insereixen a través de la uretra i es despleguen per suportar i dilatar la uretra i ajudar a mantenir la permeabilitat uretral.
Stents ureterals: similars als stents uretrals, els stents de Nitinol també es poden utilitzar per tractar les estenoses o obstruccions ureterals. Aquests stents es poden inserir a través del tracte urinari per suportar i dilatar l'urètre i afavorir el drenatge suau de l'orina.
Nefroscopis i cistelles de recuperació de pedres: en la cirurgia de càlculs renals, es poden utilitzar aliatges de níquel-titani per fer nefroscopis o cistelles de recuperació de pedres per a l'examen i l'eliminació de càlculs renals.
Stents vesicals: quan es tracta l'estenosi o l'obstrucció de la bufeta, es poden utilitzar stents d'aliatge de níquel-titani per expandir i suportar el pas de la bufeta.
Sondes urològiques: durant els exàmens urològics o les cirurgies, es poden utilitzar sondes d'aliatge de níquel-titani per obtenir mostres o realitzar operacions terapèutiques.
Esfínter urinari artificial: quan es tracta la incontinència urinària o la disfunció de l'esfínter urinari, es pot utilitzar l'esfínter urinari artificial d'aliatge de níquel-titani per restaurar la funció de control de l'orina.
7. Ortopèdia
Implants ossis: els aliatges de níquel-titani s'utilitzen sovint per fer implants ossis, com ara plaques òssies, claus òssies i cargols. Aquests implants es poden utilitzar per tractar fractures, esquerdes o defectes ossis, proporcionar estabilitat i suport i promoure la cicatrització òssia.
Fixadors externs: un fixador extern és un dispositiu utilitzat per tractar fractures o esquerdes greus que estabilitza l'os a través d'un marc extern i afavoreix la cicatrització. El nitinol es pot utilitzar en els components de construcció de fixadors externs per proporcionar resistència i durabilitat.
Cargols vertebrals: els cargols vertebrals utilitzats en la cirurgia de la columna poden estar fets de Nitinol. Aquests cargols s'implanten a la columna per fixar els ossos de la columna per estabilitzar les vèrtebres i afavorir la curació de la columna.
Implants de reemplaçament articular: en la cirurgia de reemplaçament articular, el Nitinol es pot utilitzar per fer implants articulars, com ara malucs o genolls artificials. Aquests implants poden reconstruir les articulacions danyades, proporcionar moviment i alleujar el dolor.
Implants dentals: en el camp de l'odontologia, el Nitinol es pot utilitzar per fer implants dentals per suportar dents artificials o ponts dentals. Aquests implants es poden implantar a l'os alveolar per proporcionar una base estable i simular la funció de les dents naturals.
8. Odontologia
Aparells d'ortodòncia: el nitinol és un dels materials habituals que s'utilitzen per fabricar aparells dentals, com ara brackets i arcs dentals. A causa de la seva memòria de forma i propietats superelàstiques, pot fer tirants més lleugers i còmodes, i pot proporcionar una potència més duradora per promoure el moviment i la correcció de les dents.
Implants dentals: els implants dentals són arrels artificials que s'utilitzen per substituir les dents que falten, generalment fetes de nitinol. Aquest material té una bona biocompatibilitat i força, i es pot implantar a l'os alveolar per proporcionar un suport estable a la corona i restaurar la funció i la bellesa de les dents.
Instruments d'endodòncia: el nitinol és un dels materials habituals que s'utilitzen per fabricar instruments d'endodòncia. Aquests instruments s'utilitzen per realitzar el tractament del conducte radicular, eliminar el teixit infectat del conducte radicular i omplir el conducte radicular per retenir i reparar la dent.
Instruments quirúrgics dentals: en cirurgia dental, el nitinol es pot utilitzar per fer instruments quirúrgics, com ara talladors d'os alveolar i serres de tall d'ossos. Aquests aparells s'utilitzen per a la reparació de l'os alveolar o la cirurgia d'eliminació d'os alveolar i han de tenir una bona resistència a la corrosió i durabilitat.
Aparells d'expansió dental: en el tractament dental, poden ser necessaris aparells d'expansió per expandir l'arc dental o l'os alveolar. La superelasticitat i l'efecte de memòria de forma de l'aliatge NiTi el converteixen en una opció ideal per a la fabricació d'aparells d'expansió.
9. Oftalmologia
Implants intraoculars: en algunes cirurgies oftàlmiques, poden ser necessaris implants intraoculars d'aliatge NiTi, com ara lents artificials. Aquests implants s'utilitzen per substituir o ajudar el cristal·lí natural per corregir cataractes o altres problemes visuals.
Instruments quirúrgics oftàlmics: en cirurgia oftàlmica, poden ser necessaris alguns instruments quirúrgics especials, com ara bisturís corneals o implants corneals. Les excel·lents propietats mecàniques i la biocompatibilitat de l'aliatge NiTi poden convertir-lo en un dels materials candidats per a la fabricació d'aquests aparells.
Dispositius correctius oftàlmics: alguns dispositius correctius oftàlmics, com ara dispositius d'imatge de la retina o tonòmetres, poden utilitzar components de Nitinol per proporcionar suport estructural i estabilitat.
Dispositius oftàlmics implantables: a més dels implants intraoculars, el Nitinol també es pot utilitzar per fabricar altres tipus de dispositius mèdics implantables, com ara implants corneals o dispositius de tractament del glaucoma.
Equips d'investigació oftàlmica: en la investigació oftàlmica, és possible que hàgiu d'utilitzar alguns equips o eines experimentals especials, com ara rastrejadors oculars o instruments de mesura de pressió intraocular. Les propietats mecàniques i l'estabilitat del Nitinol poden convertir-lo en una de les opcions per a la fabricació d'aquests dispositius.
