آلیاژهای حافظه دار در مهندسی پزشکی

آلیاژهای حافظه دار در مهندسی پزشکی

وقتی صحبت از آلیاژهای حافظه دار به میان می آید ممکن است این طور تداعی شود که این نوع آلیاژها تحت هر نوع تغییر فرمی که قرارگیرند، با انجام عملیات حرارتی به حالت اولیه خود باز خواهند گشت. البته این تصور غلط است و آلیاژهای حافظه دار تنها در محدوده خاصی از تغییر فرم و دما ویژگی برگشت پذیر را از خود نشان می دهند که این خود سبب بروزپیشرفتهای بسیاری در صنایع گوناگون شده است.اولین گامها به سوی کشف اثر حافظه داری شکلی در دهه ۱۹۳۰ گزارش شده است . باتوجه به مطالب اوتسوکا و وایمن رفتار شبه الاستیک آلیاژ طلا – کادمیوم را اولاندر در سال ۱۹۳۲ کشف کرد . گرنینگر و مرادیان (۱۹۳۸) شکل گیری و ناپدید شدن فاز مارتنزیت در آلیاژ کادمیوم – روی را بر اثر افزایش و کاهش دما مشاهده کردند. اولین نمودهای اثر حافظه داری که تابع رفتار ترموالاستیک فاز مارتنزیت است به طور گسترده ای یک دهه بعد توسط کرد جومو و خاندروس (۱۹۴۹) و نیز توسط چانگ و رد(۱۹۵۱) گزارش شده است . آلیاژهای نیکل و تیتانیوم برای اولین بار در سالهای ۱۹۶۲-۱۹۶۳ توسط بوهلر و همکارانش در آزمایشگاه مهمات نیروی دریایی ایالات متحده توسعه یافته ونام تجاری نیتاینول ( مخفف نیکل تیتانیوم آزمایشگاه مهمات نیروی دریایی) به خود گرفت . خواص قابل توجه این آلیاژ به طور تصادفی کشف شد. نمونه ای که چند بار خم شده و از شکل اصلی خود خارج شده بود در جلسه مدیریت آزمایشگاه ارایه شد . یکی از مدیران فنی ؛ دکتر دیوید موری؛ تصمیم گرفت تا ببیند اگر نمونه گرم شود چه اتفاقی خواهد افتاد و فندک خود را زیر آن گرفت . در کمال شگفتی نمونه به شکل اصلی خود بازگشت . نوع دیگری از آلیاژهای حافظه دار شکلی وجود دارد به نام آلیاژ فرومغناطیس با حافظه شکلی که تحت میدان مغناطیسی قوی تغییر فرم می دهد. این مواد به میدان های مغناطیسی سریع تر و کارآمدتر از تغییرات دما پاسخ می دهند . آلیاژهای فلزی تنها آلیاژهای پاسخگو به حرارت نیستند. اخیرا پلیمرهایی باحافظه شکلی نیز توسعه یافته اند و از اواخر دهه ۱۹۹۰ به صورت تجاری در دسترس هستند .

• کاربردها

یکی از اولین کاربردهای آلیاژهای حافظه دار در مقیاس انبوه استفاده در اتصالات لوله های هیدرولیک هواپیماهای جنگنده F14 بود .اما پزشکی اولین زمینه ای است که آلیاژهای حافظه دار در آن توسعه زیادی یافتند. علت این امر متناسب بودن دمای بدن برای عملکرد آلیاژهای حافظه دار در ناحیه شبه الاستیک است . کاربردهای پزشکی آلیاژهای حافظه دار شامل استنت ها ؛ فیلتر ها ؛ سیم های هادی آنژیوپلاستی و گیره ها هستند.

• سیستم های معمول

تا کنون خواص حافظه داری در چند سیستم آلیاژی دیده شده است اما اکثر آنها هنگام فعالسازی نیرو یا کرنش بالایی ایجاد نمی کنند . دو سیستم آلیاژ حافظه دار عمده که هنگام فعالسازی توانایی ایجاد نیروی بالایی در آنها مشاهده شده است .. عبارتند از سیستم های بر پایه مس و سیستم های بر پایه Ni-Ti . خواص حافظه داری سیستم های سه تایی بسیاری بر پایه این سیستم های دوتایی بررسی شده است .

مشاغل صنعتی ایران