Superelastický výkon, který vydrží nároky živé tkáně
Superelastičnost je druhou definující vlastností lékařské technologie z nitinolu a řeší jednu z nejtrvalejších inženýrských výzev při návrhu implantovatelných zařízení: jak vytvořit součást, která zůstane funkční a nepoškozená uvnitř těla, které se nikdy nepřestává pohybovat. Na rozdíl od běžných kovů, které se trvale deformují, pokud jsou namáhány nad svou mezí pružnosti, lékařské materiály z nitinolu dokážou zrekonstruovat deformace až osmi procent, přičemž se úplně a opakovaně vracejí do původního tvaru. Toto chování vyplývá ze stejného mechanismu fázové transformace, který způsobuje paměť tvaru; avšak u superelastických lékařských zařízení z nitinolu je tato transformace vyvolána mechanickým napětím, nikoli teplotou, a probíhá a obrací se při konstantní tělesné teplotě, jak jsou mechanická zatížení postupně aplikována a uvolňována. Praktický význam superelastičnosti v lékařských aplikacích z nitinolu se stává zřejmým, vezmeme-li v úvahu mechanické prostředí uvnitř lidského těla. Stent periferní tepny implantovaný do femorální tepny musí odolat opakovanému ohybu a stlačení způsobenému chůzí, sedáním a stáním – potenciálně statisíce cyklů ročně po dobu životnosti zařízení, která činí deset let nebo více. Superelastický stent z nitinolu tento režim zatížení zvládá tak, že absorbuje energii deformace prostřednictvím napětím vyvolané fázové transformace a při uvolnění zatížení ji uvolňuje pružně, cyklus za cyklem, aniž by se hromadilo únavové poškození, které by způsobilo lámání zařízení z nerezové oceli nebo slitiny kobaltu a chromu. Tato odolnost proti únavě není náhodná – je záměrně navrhována prostřednictvím pečlivé kontroly složení slitiny, tepelně-mechanického zpracování a povrchové úpravy. Výrobci lékařských zařízení z nitinolu investují značné prostředky do charakterizace únavového chování svých materiálů za fyziologicky relevantních podmínek zatížení, například pomocí metod rotujícího nosníku (rotary beam fatigue testing) nebo testování vzorků ve tvaru diamantu (diamond-shaped specimen testing), aby získali data potřebná k spolehlivému předpovídání trvanlivosti zařízení. Kromě stentů umožňuje superelastická lékařská technologie z nitinolu vodiče (guidewires), které bez ohýbání procházejí složitou cévní anatomii, sběrné košíky (retrieval baskets), které se opakovaně otevírají a zavírají, aniž by ztratily svůj tvar, a ortodontické obloukové dráhy (orthodontic archwires), které poskytují konzistentní a mírnou sílu po celou dobu pohybu zubů. Ve všech těchto aplikacích se schopnost lékařských komponent z nitinolu pružně se ohýbat bez porušení přímo promítá do spolehlivosti zařízení, bezpečnosti pacienta a snížené potřeby opakovaných zásahů. Superelastičnost činí lékařská zařízení z nitinolu nejen funkčními, ale i spolehlivými po celou dobu klinického použití, kterou vyžadují pacienti i poskytovatelé zdravotní péče.
EN
