Биосовместимость нитинола
Биосовместимость нитинола является важным фактором в биомедицинских применениях. Нитинол (NiTi), который образуется путем сплавления никеля и титана (~ 50% Ni), представляет собой сплав с памятью формы со сверхэластичными свойствами, более близкими к свойствам кости, [ требуется уточнение ] по сравнению с нержавеющей сталью , другим широко используемым биоматериалом. . Биомедицинские приложения, в которых используется нитинол, включают стенты , инструменты для сердечных клапанов, костные анкеры, скобы, дефект перегородки.устройства и имплантаты. Это широко используемый биоматериал, особенно при разработке технологии стентов.
Металлические имплантаты, содержащие комбинацию биосовместимых металлов или используемые в сочетании с другими биоматериалами, часто считаются стандартом для многих типов имплантатов. Пассивация — это процесс, при котором элементы имплантата, вызывающие коррозию, удаляются с поверхности контакта с телом имплантата и создается оксидный слой на поверхности имплантата. Этот процесс важен для того, чтобы сделать биоматериалы более биосовместимыми.
Когда материалы вводятся в тело, важно не только, чтобы материал не повреждал тело, но и чтобы окружающая среда тела не повреждала имплантат. [1] Один из методов, который предотвращает негативные эффекты, возникающие в результате этого взаимодействия, называется пассивацией . [ нужна ссылка ]
В общем, пассивация считается процессом, который создает нереактивный слой на поверхности материалов, так что материал может быть защищен от повреждений, вызванных окружающей средой. Пассивация может осуществляться с помощью многих механизмов. Пассивные слои могут быть получены путем сборки монослоев путем прививки полимера. Часто для защиты от коррозии создают пассивные слои за счет образования оксидных или нитридных слоев на поверхности. [ нужна ссылка ]
Пассивирование часто происходит естественным образом в некоторых металлах, таких как титан, металл, который часто образует оксидный слой, состоящий в основном из TiO 2 . Этот процесс протекает самопроизвольно, так как энтальпия образования TiO 2 отрицательна. В сплавах, таких как нитинол, образование оксидного слоя не только защищает от коррозии, но и удаляет атомы Ni с поверхности материала. Удаление определенных элементов с поверхности материалов — еще одна форма пассивации. В нитиноле важно удаление никеля, потому что никель токсичен при попадании в организм. [2]Нержавеющую сталь обычно пассивируют путем удаления железа с поверхности с помощью кислот и тепла. Азотная кислота обычно используется в качестве мягкого окислителя для создания тонкой оксидной пленки на поверхности материалов, защищающей от коррозии. [3]
Другой способ пассивации включает полировку. Механическая полировка удаляет многие поверхностные загрязнения и нарушения кристаллической структуры, которые могут способствовать коррозии. Электрополировка еще более эффективна, потому что она не оставляет царапин, которые оставляет механическая полировка. Электрополировка осуществляется путем создания электрохимических ячеек , в которых интересующий материал используется в качестве анода . Поверхность будет иметь зубчатые качества, где одни точки будут выше других. В этой ячейке плотность тока будет выше в более высоких точках, что приведет к растворению этих точек с большей скоростью, чем к более низким точкам, что сгладит поверхность. Точечные примеси кристаллической решеткитакже будут удалены, поскольку ток заставит эти высокоэнергетические примеси растворяться с поверхности. [4]
