用凝血滤器可避免易形成血栓患者使用抗凝剂，即
学 中
其冷却呈柔软、可自由变形状态，并借助导管从末梢 使出现凝血，因被滤器挡在静脉处，因此也不用大手 的
应 血管植入可能发生狭窄的部位。当发生狭窄时，只 术，只需局部麻醉，从静脉凝血滤器处将凝血块取出 用
需在体外对其施加一定的温度，血管成形环就恢复 即可。
（1）缩短疗程：矫治牙齿扭转、拥挤等疗程缩短 50～60%；
（2）复诊次数减少：由于钛镍丝弹性好，又有记 忆特性，因此矫正器不需经常调整，使复诊间隔时 间延长 1～2 倍；
（3）钛镍丝力量柔和、持续，牙齿能在生理范围
137
科技广场 2011.11
内以最快速移动达到矫治目的，对牙周组织无任何 不良影响，且无不舒适感。
1.4 脊柱矫形棒 脊柱侧凸手术矫形可应用形状记忆合金棒，可 利用体温使矫形棒始终保持一定的矫形力，手术一 次就可成功。应用形状记忆合金棒矫形的最大特点 是：可将形状记忆合金棒固定于每个椎板棘突上，使 作用力分散且作用力温和，不易发生骨折，术后无需 石膏固定；当加温后，利用形状记忆合金棒的恢复 力，使脊柱侧凸矫正到一定曲度，由于脊柱残留曲度 的限制，形状记忆合金棒仍未恢复到原直线形状，则 该棒对脊柱仍然持续产生矫形力。 1.5 髓内针 股骨颈部骨折及股骨转子间骨折可应用钛镍形 状记忆合金髓内针。由于这种髓内针在体温下可恢 复到所定记忆形状，因此在手术前将其置于冷水中， 当其在低温下变成容易插入的形状后，马上进行手 术，并利用体温恢复理想的三点支撑状态进行固定。 这种髓内针的最大特点为插入容易，手术操作简单， 固定力强，不对骨带来任何损伤，是一种较好的骨折 固定材料。 1.6 髓内钉 股骨干骨折的治疗可利用形状记忆合金制作的 髓内钉。采用变形温度为 16℃、厚度为 0.5mm、长为 50mm 的形状记忆合金板材卷曲成圆筒状的髓内 钉。首先将其记忆处理成外径略大于髓腔内径的形 状，术前置于冷水中，使之变形成直径小于髓腔内径 的形状，然后将其植入股骨骨干骨折处，利用体温对 其加温，使之在髓腔内恢复到所记忆的形状，达到股 骨骨折固定的目的。本法同不锈钢制髓内钉相比，植 入容易，且无需对髓腔进行扩孔，手术操作简单，缩 短了手术时间。 1.7 加压接骨板 治疗股骨干骨折的另一种方法，是利用加压接 骨板，对骨折部位进行加压固定，以利于骨愈合。首 先将加压板的伸缩距离经记忆处理，然后将其置于 室温下，使之延伸后固定于骨折部位的侧面，然后利 用体温加温，使加压板收缩，对骨折部位的端面进行
间为 15 秒，电能消耗为 0.2W。该泵重量只有 4.4g,
[2]籍丽莉,李卫星.镍钛记忆合金在口腔颌面部
由于该泵工作寿命只有 104 次，尚不能满足实用要 牵引成骨技术中的应用[J].口腔医学，2005，(2).
求，
[3]王嫒,唐娟,崔振铎,朱胜利,杨贤金.Ni-Ti 形状
1.10 人工心脏
记忆合金性能及表面话化研究进展[J].金属热处理，
特性。即在经过形状记忆处理后，当达到形状转变 温度范围时即恢复到原来制作时所记忆的形状；二 是超弹性特性。当对其施加一定的外力，使之形成 一定的形状，当取消外力时又回到原始状态。如使 用钛镍合金的超弹性功能，即使施加 10%的变形也 不会产生塑性变形，即使产生很大的变形，矫正力 的增加也是很小的。因此，不会给牙齿造成损伤，并 能保持适当的矫正力。在美国利用形状记忆合金的 超弹性，已制成钛镍合金丝唇弓供正畸监床使用， 国内亦有研究并应用于临床，取得了较好的效果。 钛镍形状记忆合金与不锈钢丝制作的矫正器比较 有如下优点：
用
摘 要：钛镍形状记忆合金是一种难得的具有生物功能的金属材料。近几年来，在国内外掀起了钛镍合
金临床推广应用的高潮。本文介绍了钛镍形状记忆合金的基本特性及在医学中的应用。
关键词：钛镍形状记忆合金；基本特性；记忆效应；医学应用
中图分类号：R318
文献标识码：A
文章编号：1671-4792-(2011)11-0137-03
入及排出。这种血泵亦可利用形状记忆合金弹簧取
曹开乾（1967—），男，江西都昌人，现就职于江
代空气驱动器，通过控制形状记忆合金弹簧的温度 西都昌县人民医院，主要从事医疗器械技术维修工
变化，使弹簧收缩与伸展来带动推板往复运动，达到 作。
输送血液的目的，它为全植入型人工心脏的发展增
139
138
加压固定。本法的最大特点是手术简单，且有较好 加了一个新的驱动源。
的治疗效果
1.11 凝血滤器
1.8 血管成形环
为防止血液凝块进入肺部形成栓塞，设计形状
钛 镍
采用经皮血管成形术治疗动脉硬化性血管狭 记忆合金凝血滤器。首先将形状记忆合金记忆处理 形 状
窄，提高了治疗效果，然而，动脉硬化性血管狭窄的 成滤网状态，冷却后把滤器拉成直线，并借助导管将 记
1.1 矫正丝 通常牙列矫正丝等多采用不锈钢和 Co-Cr 合 金丝来制作的，但由于这些材料回弹性很小，因此， 要对牙齿施加合适的矫正力，必须将其预弯成一定 的形状，在变位量较大的场合，需数次进行形状调 整才能达到目的。这样既费时又麻烦，有时会造成 牙齿损伤，给患者带来痛苦。将钛镍形状记忆合金 应用于口腔正畸是正畸材料学的重大进展。钛镍合 金丝具有两种与不锈钢不同的特性，一是形状记忆
钛
镍
形
状
钛镍形状记忆合金在医学中的应用
记
忆
合
Application of TiNi Shape Memory Alloy in Medicine
金
在
医
曹开乾
学
Cao Kaiqian
中 的
（都昌县人民医院，江西 都昌 332600）
应
（The People Hospital of Duchang County, Jiangxi Duchang 332600）
1.9 人工肾用微量注射泵
肉等多种医学用途。形状记忆合金在医学中的应用
利用钛镍形状记忆合金丝作微量注射泵。该泵 前景十分广泛，在这些应用中，有一部分已达到实用
由直径 0.2mm 的钛镍合金丝、泵体及单向液流瓣膜 水平，有一部分处于临床实验阶段，亦有一部分仍处
组成。形状记忆合金丝装在泵体中心部位的管腔内， 于基础研究阶段。
1.2 波形弯脚骑缝钉 波形弯脚骑缝钉是利用钛镍合金的记忆特性研 制出来的。形状记忆合金骑缝钉的形状采用波浪形 的臂杆，两端各有一个与臂杆弯曲成 60°～90°角 的刺钉，角尖向内弯曲，其波浪形臂杆可在低温下拉 长，待植入骨组织后，利用体温对波浪形骑缝钉进行 加温，使被拉长的弯曲部分逐渐恢复到原来所记忆 的波浪形状，使骨折端靠拢，从而达到加压固定的目 的。 临床应用这种骑缝钉，简便易行，仅需在骨折的 两端各钻一孔 ，在骨膜上作一小切口，而断端之骨 膜仍可保留。这样不仅能避免象骨内钉那样造成骨 膜的损伤，亦能避免象接骨板螺丝钉固定时那样造 成较大面积骨外膜剥离，手术创伤小，为骨折愈合创 造了有利条件。临床资料表明，使用该钉，外固定时 间平均比原来缩短 30%左右。 1.3 聚髌器 髌骨骨折是较常见的关节内骨折。聚髌器取厚 为 1.5～2mm 的钛镍合金板材，制成由 1 或 2 个髌 底功能爪枝，一个连接腰部和 2 或 3 个髌尖功能爪 枝。聚髌器的功能爪枝与腰部均在一定限度内小于 与髌骨所对应的解剖弧度，形成做功弧差。髌底功 能爪枝的端部呈直角钩状，是嵌入髌底部骨质的固 定钩。髌尖功能爪枝的端部呈弧状钩，是钩住非关 节面的髌尖下缘的固定钩。本器的形状恢复温度为 28-33℃。本器能从 5～9 个方向，分别向髌体中心近 关节面部持续地，以纵向为主地向骨断端施加聚合 加压力（23～28kg），与此同时，此力又能足以对抗股 四头肌的强大拉应力。临床结果表明，使用本器，操 作简单，省时省力，有些病例可在局麻下完成手术， 便于推广应用。一般病例无须外固定，有利于患者 早期活动。本器适用于任何类型的髌骨骨折，尤其 对严重粉碎性骨折亦可达到内固定的要求，不必采 用部分或全髌切除术。
复发频度占 10～30%。为此，利用钛镍形状记忆合
其插入肱静脉内。在体温下，被拉长的形状记忆合金
忆 合
金研制了一种以防止经皮血管成形术后狭窄再度复 丝在肱静脉内恢复所记忆的网状形状，阻止血液凝 金
在
发为目的的血管成形环。他们是将钛镍形状记忆合 块进入心脏及肺部，从而达到防止肺栓塞的目的。应 医
金作成线圈状的环，经热处理记忆所需形状，然后将
应用形状记忆合金可制作人工心脏驱动装置。 2004，(12).
过去，用空气驱动方式的人工心脏，多采用隔膜型及
[4]舟久保，熙康.形状记忆合金[M].北京：机械
囊型泵。如要开发可植入体内的小型装置，宜利用 工业出版社，1992.
在控制及性能面均较优良的推板型血泵。它是由推
板的往复运动带动高分子薄膜运动，同时将血液吸 作者介绍
Nickel-titanium alloy and its applications in medicine.
Keywords: TiNi Shape Memory Alloy; Basic Characteristics; Memory Effect; Medical Applications
0 导言 钛镍形状记忆合金是一种强度高、耐腐蚀、生
到原来所记忆的形状，达到扩张狭窄血管的目的。 2 结束语
当停止加温，血管成形环又回到自由的直线状态。
以上对形状记忆合金在医学中的应用概况作了
此血管成形环亦可用于防止人工血管吻合部位的狭 简单介绍，除以上应用外，亦有脑动脉瘤夹、女性节
窄、胆管狭窄及尿管狭窄等。
育器、扁桃腺摘除用绞断器、鼻镜、止血海绵、人工肌
物相容性好、无毒、有医学应用前景的功能性材料。 它在低温相变形后，只需稍加 20～300℃的温度就 能恢复母相所记忆的形状，其伸缩率在 20%以上， 疲劳寿命达 107 次，阻尼特性比普通的弹簧高 10 倍，具有一般金属无法想象的性质。因此，普遍应用 于口腔科和骨科等医学领域。 1 钛镍形状记忆合金在医学中的应用概况