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生物记忆材料·镍钛合金·在骨科领域中的研究与进展第二军医大学长海医院骨科张春才自1963年Buehler报道了镍钛(NiTi)合金具有形状记忆效应以来，对其本质和应用研究日趋深人。
尤其在医学界，因其独特的力学行为与优良的组织相容性，倍受关注。
1 NiTi合金形状记忆效应的原理和特性所谓"形状记忆效应"是指NiTi合金对它的金相几何形状有"记忆"本领，宏观而言，将一定形状的合金试样，低温塑形形变后，再将试样加热，试样又回复到它原来的形状，同时，产生巨大的回复力，例如横截面积为lcm²的合金棒，相变时产生850Okg的力。
记忆效应分三种:(1)单向记忆:低温金相受力变形，高温金相回到原状。
C2)双向记忆:能记住高温与低温金相，随温度而发生顺、逆性变化。
(3)全程记忆:机理不甚明了，可能是金相中的一种内应力场起了主要作用。
形状记忆效应的应变量依合金的种类而各有所异，约5-20%之间(一般金属小于0.5%),NiTi合金为8%。
形状记忆合金具有“热弹性马氏体型”相变。
NiTi合金为例，高温奥氏体相为体心立方有序晶体结构CaCl型B2晶格，低温马氏体相(M)为单斜畸变结构Bl9晶格，从B→M，存在一个对双程记忆效应起着重要作用的R相变。
在B2=R，R=M和R2=M的顺、逆相变中，母和子相中相邻原子位置不变，只是界面上原子发生协作位移-晶体切变。
这种切变不但对记忆效应和超弹性起了重要作用，而且也使其耐疲劳性能优于一般金属材料。
具有记忆效应的合金已发现20余种，实用化潜力大的有镍基、铜基及铁基形状记忆合金。
NliTi合金为近等原子比的NiTi金属间化合物。
国产的医用NiTi合金，Mi含量为50-53%。
相变温度可依临床而行相应的工艺处理;同时亦适当改变它的弹性模量。
2 医用NiTi合金的基础研究实验表明，NiTi合金具有强度高、比重低、耐疲劳、耐腐蚀、耐磨损、低磁性、无毒等优点。
镍钛记忆合金材料在骨科的应用作者：齐晓军来源：《中外医疗》2012年第28期[摘要] 目的探究镍钛记忆合金材料在骨科的应用现状。
方法通过对镍钛记忆合金在骨科的具体使用方法和类型进行研究，评价镍钛记忆合金材料骨科应用的价值。
结果在骨科镍钛记忆合金材料可应用于四肢、脊柱及股骨头的骨折中，临床应用效果较为满意。
结论镍钛记忆合金材料拥有较好的生物相容性，其较好的弹性及不易磨损、抗腐蚀的优点，在骨科骨折的治疗上得到了广泛的应用。
[关键字] 镍钛形状记忆合金；骨折；内固定：骨科；应用[中图分类号] R687.3 [文献标识码] A [文章编号] 1674-0742（2012）10（a）-0190-02美国研究学者BueMe通过发布对镍钛合金形状记忆效应的研究成果[1]，引发了镍钛合金的研究浪潮。
随着科技的发展，镍钛合金在医学领域的应用越来越广泛，其被称为一种生物记忆材料。
笔者通过对骨科临床阶段镍钛记忆合金在不同部位的应用进行总结，现表述如下。
1 镍钛合金的使用原理镍钛合金的形状记忆功能是指镍钛合金在低温的情况下进行塑性，当元件加热到一定的温度后，其可恢复到原来的形状。
其较好的组织相容性及弹性、耐性，可适应各种临床需要。
2 骨科的应用现状2.1 脊柱方面在颈椎病的治疗上，镍钛人工颈椎关节的应用称为治疗的新方法。
通过合金棒对人体脊柱的矫正，可达到满意的治疗效果。
镍钛记忆合金材料的使用对减少颈椎的退行性病变、降低压力及预防并发症方面有着重要的意义。
卢世壁通过镍钛合金棒治疗32例脊柱侧弯[2]，疗效满意，其研究表明其在自身的相变过程中可达到良好的水平矫正效果。
笔者通过20例23个椎关节的临床实践，通过3年的随访研究发现，患者的颈椎关节的活动度增高较为明显，神经性的压迫症状得到较好的减轻且治疗效果没有衰减。
2.2 关节方面髋臼骨折的治疗。
粉碎性的髋臼骨折一直是骨折的治疗难题之一。
髋臼关节上复杂而且形状不规则，周围血运丰富复杂。
美国研究学者BueMe通过发布对镍钛合金形状记忆效应的研究成果[1],引发了镍钛合金的研究浪潮。
随着科技的发展,镍钛合金在医学领域的应用越来越广泛,其被称为一种生物记忆材料。
笔者通过对骨科临床阶段镍钛记忆合金在不同部位的应用进行总结,现表述如下。
1镍钛合金的使用原理镍钛合金的形状记忆功能是指镍钛合金在低温的情况下进行塑性,当元件加热到一定的温度后,其可恢复到原来的形状。
其较好的组织相容性及弹性、耐性,可适应各种临床需要。
2骨科的应用现状2.1脊柱方面在颈椎病的治疗上,镍钛人工颈椎关节的应用称为治疗的新方法。
通过合金棒对人体脊柱的矫正,可达到满意的治疗效果。
镍钛记忆合金材料的使用对减少颈椎的退行性病变、降低压力及预防并发症方面有着重要的意义。
卢世壁通过镍钛合金棒治疗32例脊柱侧弯[2],疗效满意,其研究表明其在自身的相变过程中可达到良好的水平矫正效果。
笔者通过20例23个椎关节的临床实践,通过3年的随访研究发现,患者的颈椎关节的活动度增高较为明显,神经性的压迫症状得到较好的减轻且治疗效果没有衰减。
2.2关节方面髋臼骨折的治疗。
粉碎性的髋臼骨折一直是骨折的治疗难题之一。
髋臼关节上复杂而且形状不规则,周围血运丰富复杂。
在治疗物质的选择上的不仅需要良好的弹性及塑形,以适应复杂的关节形状,而且需要具备良好的稳定性,以耐受骨愈合中产生的压力。
髋臼三维记忆内固定系统的产生,合理的解决了这一难题,其不仅能解决复杂的解剖结构带来的困扰,而且手术操作十分方便。
笔者通过40例髋臼骨折的治疗研究,患者在术后2.5月时伤侧关节即可达到健侧的功能水平,随访中发现治疗效果稳定无反弹。
髋关节上通过基于Charnley髋关节置换术的研究[3],发展而来的镍钛股骨头杯,可起到良好的替代效果。
其体现了镍钛合金稳定性的特性,降低了旋转导致内翻和脱落得发生。
笔者通过8例9个髋关节手术验证了其较好的临床效果。
此外,镍钛双弧型人工髋关节的使用,可有效降低假肢的下沉。
镍钛记忆合金肋骨环抱器在多发肋骨骨折治疗中的应用摘要目的：探讨多发肋骨骨折并发血气胸应用镍钛记忆合金环抱器行肋骨切开复位内固定并行胸腔闭式引流术的临床疗效。
方法：对50例患者实施镍钛记忆合金肋骨环抱器治疗，分析其疗效。
结果：50例患者切口ⅰ期愈合48例。
2例切口处皮下积液，经引流后愈合，术后2～3个月x线片示骨折临床愈合。
结论：镍钛记忆合金肋骨环抱器具有其独特的记忆功能。
体积小，重量轻，固定力学强度大，且利于促进骨折愈合和呼吸功能改善，是一种治疗多发性肋骨骨折较好的方法。
关键词镍钛记忆合金肋骨环抱器肋骨骨折血气胸2010年2月～2012年8月采用镍钛记忆合金环抱器手术治疗多发性肋骨骨折患者50例，术后呼吸痛立即消失，胸廓畸形恢复，疗效满意。
现报告如下。
资料与方法一般资料：2010年2月～2012年8月收治多发性肋骨骨折患者50例，其中男35例，女15例，年龄21～73岁。
损伤原因：车祸伤10例，摔伤34例，压砸伤6例。
单纯肋骨骨折28例，合并其他部位损伤21例（肝脏损伤3例，颅脑损伤2例，脾脏破裂4例，骨盆骨折3例，肩胛骨、锁骨或胸腰椎、四肢骨折9例，并发连枷胸10例）。
肋骨骨折部位，3～7肋32例，8～11肋12例，2～11肋6例（同时合并锁骨骨折）。
左侧23例，右侧18，双侧8例。
所有患者均为闭合性骨折，伤后6小时～7天手术，手术时间40～90手术方法：本组采用镍钛形状记忆合金环抱器作内固定物，患者取健侧卧位，患侧上臂抬高固定于手架上。
气管插管全麻，常规术前消毒、铺巾，以准备固定之肋骨处为中心取纵形切口，切口长短根据肋骨骨折数目及骨折部位而定。
暴露骨折端，清除周围血凝块。
如有胸膜破口，可由此进入胸腔探查，视肺脏损伤情况予以清除胸腔积血，修补肺或支气管裂口，出血点止血，然后祛除骨折端软组织，电刀切开骨折两端少许肋骨外组织，给予解剖复位，骨碎片复回原位。
将选择合适型号的记忆合金环抱器置于0～4℃的无菌冰盐水中浸泡，用撑开器分别将齿臂缓慢撑开，使其每对齿臂开口略大于肋骨横径，迅速取出环抱器放置于骨折处，两把大弯钳钳夹骨折断端两侧，同时用40～45℃的温盐水冲淋。
记忆合金钉治疗股骨颈骨折临床疗效分析股骨颈骨折是老年人常见的骨折类型，常见于70岁以上的老年人，这种骨折对患者的活动能力和生活质量有着重要的影响。
当前常用的纤维融合技术，有着缺陷和风险。
近年来，记忆合金钉治疗股骨颈骨折逐渐受到关注，被认为是一种更加安全和有效的治疗方法。
本文对记忆合金钉治疗股骨颈骨折的临床疗效进行分析。
一、记忆合金钉的基本原理记忆合金钉是一种带形状记忆功能的精密医疗材料，由钛合金、镍钛合金等材料制成。
在记忆合金钉快速冷却（例如在冷水中）下降温到特定温度时，由于晶体结构的相变，记忆合金钉被弯曲或拉伸等形变，但在返回到原始温度时仍能够恢复到原来的形状。
如此一来，记忆合金钉的形状就可以被控制和精确定位。
二、记忆合金钉治疗股骨颈骨折的优势1、手术时间短记忆合金钉治疗股骨颈骨折所需的手术时间较短（一般在30-60分钟内），相对于传统治疗（如人工髋关节置换），手术时间大大缩短，有效减少了手术风险和对身体的负担。
2、损伤小记忆合金钉的特殊物理性质，能够根据医生的设计和导航，穿过皮肤进入骨髓腔内。
在安装过程中，不会对骨髓造成伤害。
安装后的记忆合金钉，对内部组织造成的创伤非常小。
3、适用范围广记忆合金钉的形变能力和韧性使其适用于治疗各种类型的股骨颈骨折，特别是老年人的股骨颈骨折。
三、记忆合金钉治疗股骨颈骨折的临床疗效分析1、手术成功率高根据数据显示，记忆合金钉治疗股骨颈骨折的手术成功率高达96.9%。
该手术方法仅需小切口，术后不易留下疤痕和疤痕外科都容易掌握。
2、康复周期短相对于其他传统治疗方式，记忆合金钉治疗股骨颈骨折的康复周期要短得多。
患者术后常能迅速恢复行走能力，同时减少了并发症出现的风险。
3、短期和长期疗效都很显著据临床试验数据显示，记忆合金钉治疗股骨颈骨折的短期和长期疗效都很显著。
患者术后2周内疼痛明显减轻，恢复过程更少依赖外力助推器或其他辅助装置。
观察一年后，患者手术后的生活质量和运动能力得以极大改善。
镍钛形状记忆环抱器治疗严重锁骨骨折锁骨骨折是临床常见的骨折之一。
约占全身骨折的6%，约占肩胛带损伤的44%。
随着手术技术的进步，内固定材料的发展及患者对生活质量要求的不断提高，采用内固定治疗的病人日益增多。
我院自1９９８年采用镍钛形状记忆环抱器治疗严重锁骨骨折３０例，取得满意的效果。
1 临床资料1．1 一般资料本组病人３０例，男２７例，女３例；锁骨中断骨折1 ２例，锁骨中外1 ／３骨折1８例。
年龄1８～５８岁，平均３６．２岁。
骨折均为粉碎性，为肩部直接撞击所致。
1．2 手术方法臂丛麻醉后，病人仰卧位，患侧肩部垫高。
手术以骨折为中心，沿锁骨作直切口。
切开皮肤、皮下组织后，沿锁骨切开阔筋膜，并作有限骨膜下剥离，暴露骨折端。
粉碎的碎骨块先用钢丝或可吸收线结扎，在直视下进行骨折复位，用持骨钳暂时稳定骨折端，选用合适的记忆环抱器放置于０～５0Ｃ的生理盐水中，撑开锯齿状的环抱臂，将展开的环抱器放置于整复好的骨折端上方，再用400左右生理盐水纱布热敷，促使锯齿状的环抱臂回复并定型，紧贴于锁骨表面。
检查内固定牢固后，缝合伤口。
术后７天使用悬吊带，随后鼓励病人进行肩关节的钟摆锻炼，以及肩关节的前屈和外展锻炼。
一年后从原切口进入，再以冰盐水冷却环抱器，撑开环抱臂，取出内固定。
1．3 疗效评定标准按骨折愈合及肩关节功能情况自拟评定标准。
优：骨折解剖复位，骨性愈合，无畸形，肩关节活动正常；良：骨折对线好，稍有移位，骨性愈合，肩关节活动正常；差：骨折复位不良，畸形愈合，骨折延期愈合或不愈合，内固定取出后再骨折，肩关节活动受限。
2 结果本组３０例病人均获随访，时间３～1５个月。
骨折平均愈合时间为３．５个月。
按自拟评定标准，优：1８例，良：1２例。
所有患者都无锁骨下血管、神经损伤，无内固定松动、断裂的表现，无术后感染及骨不连的表现。
内固定取出后无锁骨再骨折。
3 讨论对严重移位的粉碎性锁骨骨折，闭合复位外固定和切开复位克氏针内固定都无法稳定骨折端，骨折有较大的延迟愈合和不愈和率，还有许多患者出现锁骨缩短或延长，肌力减弱和肩下垂，肩部疼痛和侧卧痛，肩关节活动受限，骨折畸形愈合，甚至骨痂过度增生导出现血管、神经症损伤［1-2］，术后随着肩部的活动导致克氏针松动、滑脱。
镍钛形状记忆合金材料在骨科的应用余洋;李新志;郑之和【期刊名称】《中国组织工程研究》【年(卷),期】2010(014)047【摘要】背景:目前镍钛形状记忆合金使用广泛,已应用于骨科内固定物、牙科心血管材料、神经外科、泌尿外科、胃肠外科、肝胆外科以及生殖医学等医学诸多领域.目的:就镍钛形状记忆合金在骨科各方面的应用作一综述,以阐明其在骨科的应用现状.方法:由第一作者分别以"镍钛形状记忆合金,骨折"和"Nickel titanium (NiTi) shape memory alloys,fracture"为关键词进行检索,CNKI数据库的检索时限为2002/2009,PubMed数据库(/PubMed)的检索时限为1963/2009,检索内容为镍钛形状记忆合金在骨科的应用.结果与结论:计算机初检得到57篇文献,阅读标题和摘要进行筛选,保留符合纳入标准的17篇归纳总结.结果显示,镍钛记忆合金不仅仅使用在四肢骨折中,近年来也使用在脊柱和股骨头骨折中.镍钛记忆合金生物相容性好,并具有超弹性、低磁性、耐磨损、耐疲劳、抗腐蚀的特性,已作为一种新型内固定材料被广泛使用.【总页数】3页(P8840-8842)【作者】余洋;李新志;郑之和【作者单位】三峡大学医学院仁和医院骨科,湖北省宜昌市,443001;三峡大学医学院仁和医院骨科,湖北省宜昌市,443001;三峡大学医学院仁和医院骨科,湖北省宜昌市,443001【正文语种】中文【中图分类】R318【相关文献】1.镍钛形状记忆合金材料在骨科应用的研究进展 [J], 王勇平;陈根元;刘小荣2.镍钛记忆合金材料在骨科的应用 [J], 齐晓军3.镍钛形状记忆合金的生物相容性及其在骨科的应用 [J], 李强;唐际存4.镍钛形状记忆合金在骨科中的研究和应用 [J], 原野;曾跃林;陈铖;谭海涛;吴安平;朱崇瑜5.镍钛形状记忆合金在骨科中的研究和应用 [J], 原野;曾跃林;陈铖;谭海涛;吴安平;朱崇瑜;;;;;;;;因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
镍钛记忆合金材料在骨科的应用
目的探究镍钛记忆合金材料在骨科的应用现状。
方法通过对镍钛记忆合金在骨科的具体使用方法和类型进行研究，评价镍钛记忆合金材料骨科应用的价值。
结果在骨科镍钛记忆合金材料可应用于四肢、脊柱及股骨头的骨折中，临床应用效果较为满意。
结论镍钛记忆合金材料拥有较好的生物相容性，其较好的弹性及不易磨损、抗腐蚀的优点，在骨科骨折的治疗上得到了广泛的应用。
[关键字] 镍钛形状记忆合金；骨折；内固定：骨科；应用
美国研究学者BueMe通过发布对镍钛合金形状记忆效应的研究成果[1]，引发了镍钛合金的研究浪潮。
随着科技的发展，镍钛合金在医学领域的应用越来越广泛，其被称为一种生物记忆材料。
笔者通过对骨科临床阶段镍钛记忆合金在不同部位的应用进行总结，现表述如下。
1 镍钛合金的使用原理
镍钛合金的形状记忆功能是指镍钛合金在低温的情况下进行塑性，当元件加热到一定的温度后，其可恢复到原来的形状。
其较好的组织相容性及弹性、耐性，可适应各种临床需要。
2 骨科的应用现状
2.1 脊柱方面
在颈椎病的治疗上，镍钛人工颈椎关节的应用称为治疗的新方法。
通过合金棒对人体脊柱的矫正，可达到满意的治疗效果。
镍钛记忆合金材料的使用对减少颈椎的退行性病变、降低压力及预防并发症方面有着重要的意义。
卢世壁通过镍钛合金棒治疗32例脊柱侧弯[2]，疗效满意，其研究表明其在自身的相变过程中可达到良好的水平矫正效果。
笔者通过20例23个椎关节的临床实践，通过3年的随访研究发现，患者的颈椎关节的活动度增高较为明显，神经性的压迫症状得到较好的减轻且治疗效果没有衰减。
2.2 关节方面
髋臼骨折的治疗。
粉碎性的髋臼骨折一直是骨折的治疗难题之一。
髋臼关节上复杂而且形状不规则，周围血运丰富复杂。
在治疗物质的选择上的不仅需要良好的弹性及塑形，以适应复杂的关节形状，而且需要具备良好的稳定性，以耐受骨愈合中产生的压力。
髋臼三维记忆内固定系统的产生，合理的解决了这一难题，其不仅能解决复杂的解剖结构带来的困扰，而且手术操作十分方便。
筆者通过40例髋臼骨折的治疗研究，患者在术后2.5月时伤侧关节即可达到健侧的功能水平，随访中发现治疗效果稳定无反弹。
髋关节上通过基于Charnley髋关节置换术的研究[3]，发展而来的镍钛股骨头杯，可起到良好的替代效果。
其体现了镍钛合金稳定性的特性，降低了旋转导致内翻和脱落得发生。
笔者通过8例9个髋关节手术验证了其较好的临床效果。
此外，镍钛双弧型人工髋关节的使用，可有效降低假肢的下沉。
赵文宽等通过140例镍钛合金的螺丝钉治疗股骨颈骨折，疗效满意，手术设计中两枚合金钉呈垂直立体固定样，可对周围组织产生5～7 kg的压力，可较好的减少骨折的发展和旋转，促进骨折的早期愈合。
肘关节的治疗上，尺骨鹰嘴导向记忆固定器的使用既体现了镍钛记忆合金的力学特性，又合理利用了人体尺骨鹰嘴的解剖结构与生物力学，其通过记忆加压固定[4]，可达到良好的整复、聚合效果。
通过临床25例的治疗研究，患者术后
复位率可达到92%，术后平均恢复时间为6.5周，无感染、断裂等并发症发生情况。
其简单的操作过程，良好的固定效果，不干扰患者其他关节的活动，对于患者骨愈合有着较好的效果。
在膝关节方面，镍钛聚髌器的使用可部分替代全髌切除术，其共有5个支撑方向，在人体体温下，通过持续向心性的给予粉碎的髌骨进行聚合，可达到正常解剖为固定的效果[5]。
国内学者通过2875例的临床治疗研究发现，患侧膝关节的平均恢复时间为7.12周，且术后感染少，骨坏死等并发症发生率低。
近关节上，桡骨远端解剖型记忆聚合器的使用可切实治疗桡骨远端粉碎性骨折。
踝关节上，弓齿记忆接骨器的使用，操作简便，效果可靠。
2.3 四肢骨的内固定
基于日本门字加压钉的设计，镍钛加压骑缝钉的产生，为近关节的骨折治疗提供一种新的方法。
其呈横形波浪状，可在人体正常体温下产生3.2 kg/mm2回复力[6]，笔者临床应用15例，治疗效果显著。
此外，弓形主动记忆加压接骨器的设计有效的解决了内固定器械之间的相容性。
天鹅型记忆接骨器的设计，体现了上肢骨关节的生理特性，在应用于锁骨、尺桡骨的骨折150例178根的治疗上，临床效果满意，通过2.5年的随访研究，患者骨板样愈合时间平均为2.6个月，无感染等其它并发症的产生，患者关节恢复良好，活动度提升明显，待取出设备后，无关节功能障碍的发生，天鹅型记忆接骨器可做为治疗上肢骨干骨折的新型方法。
3 综述
镍钛形状记忆合金由于其特性在医学应用上有着很大的前景。
其可作为骨科的内固定物，在牙科、神经外科、胃肠及肝胆外科有着广泛的应用[7]。
在骨科上，镍钛形状记忆合金由于其良好的生物相容性，而且具备绝佳的弹性、耐磨性及耐腐蚀性，不仅应用于脊柱和关节上，而且在四肢骨的内固定上发挥了重要的作用。
但是，现阶段随着镍钛形状记忆合金的医用越来越多，其对机体的生物反应及对脏器的影响方面的研究仍很少，相信随着记忆合金材料在临床阶段的研究深入，这些疑问将会得到解决，镍钛记忆合金材料将会在医用治疗上发挥更大的作用。
[参考文献]
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