니티놀은 특정 온도에서 소성 변형을 겪은 후 자동으로 원래 모양을 복원하는 능력을 특징으로 하는 독특한 형상 기억 합금입니다. 우수한 가소성, 내마모성, 내식성, 높은 감쇠성 및 초탄성성과 같은 놀라운 특성을 보유하고 있습니다.
(1) 니켈과 티타늄 합금의 상전이와 특성:
니티놀은 이름에서 알 수 있듯이 니켈과 티타늄으로 구성된 이원 합금입니다. 이는 온도와 기계적 압력에 따라 상 변형을 겪는 오스테나이트와 마르텐사이트로 알려진 두 가지 다른 결정 구조 상을 나타냅니다. NiTi 합금의 냉각 순서에는 모상, R 상 및 마르텐사이트 상이 포함됩니다. 더 높은 온도에서 또는 하중이 없을 때 안정적인 입방체의 오스테나이트 상은 능면체 R 상과 대조되는 반면, 육각형 및 연성의 마르텐사이트 상은 더 낮은 온도 또는 하중 하에서 존재합니다.
(2) 니켈-티타늄 합금의 독특한 특성:
형상 기억 특성: 니티놀은 재료가 Mf 온도 미만의 마르텐사이트 단계에서 변형된 후 Af 온도 이상으로 가열되면 원래 형상으로 돌아가는 형상 기억 동작을 보여줍니다.
초탄성: 니티놀은 초탄성을 나타내어 외부 힘이 가해질 때 탄성 한계를 넘어서는 변형을 견딜 수 있습니다. 하역 시 자동으로 원래 모양을 복구할 수 있습니다.
구강 내 온도 변화에 대한 민감도: 치아 교정 분야에서 스테인리스 스틸 및 CoCr 합금 와이어는 구강 내 온도 변화에 최소한의 영향을 받습니다. 그러나 니켈-티타늄 와이어는 이러한 온도 변화에 더 민감합니다.
내식성: 연구에 따르면 니켈-티타늄 와이어의 내식성은 스테인레스 스틸 와이어의 내식성과 비슷하다고 합니다.
무독성: 니켈과 티타늄을 포함한 원자 구성으로 인해 니티놀 형상 기억 합금은 무독성으로 간주됩니다. 니켈은 발암 효과가 있는 것으로 알려져 있지만 니티놀의 농도는 상당히 낮습니다.
부드러운 치아교정력: 오스테나이트 스테인리스강, 코발트-크롬-니켈 합금, 니켈-크롬 합금, 호주 합금, 금 합금, 티타늄 합금 와이어 등 다양한 치아교정 와이어가 시판되고 있습니다. 각 와이어 유형은 치열교정 치료를 위해 서로 다른 수준의 힘을 적용합니다.
탁월한 충격 흡수 특성: 씹거나 야간에 갈면서 발생하는 아치와이어 진동 증가는 치아 뿌리와 치주 조직에 해로운 영향을 미칠 수 있습니다.
니티놀
티타늄 합금 와이어
TopTiTech의 니켈-티타늄 와이어
(3) 니켈-티타늄 합금선의 분류(Evans와 Durning 분류법):
초기 분류에는 금 아치와이어, 코발트-크롬 합금 와이어, 스테인레스 스틸 원형 와이어(1940년대)가 포함되었습니다.
주로 마르텐사이트 니켈-티타늄 합금인 마르텐사이트 안정화 합금이 1960년대에 개발되었습니다. 이러한 아치와이어는 강성이 낮고 교정력이 더 가볍습니다.
1980년대에 소개된 중국 및 일본의 니켈-티타늄 합금과 같은 오스테나이트 활성 합금은 구강 내부 또는 외부 배치에 관계없이 오스테나이트 거동을 나타냅니다.
마르텐사이트 활성화 니켈-티타늄 합금은 1990년대에 등장했습니다. 이러한 합금은 실온에서 여러 상태를 나타내며, 쉽게 변형되며, 구강 온도보다 낮거나 그에 가까운 변태 온도 범위(TTR)를 갖습니다.
구강 온도(약 40도)보다 높은 TTR을 갖는 등급화된 열역학적 니켈-티타늄 합금은 구강에 배치할 때 여러 상태로 유지되어 상대적으로 부드러운 아치와이어를 생성합니다.
(4) 니켈-티타늄 합금 와이어의 임상적 응용:
초기 정렬 및 레벨링: 초탄성 및 형상 기억 특성을 지닌 니켈-티타늄 합금 아치와이어는 낮은 응력-변형 곡선으로 인해 교정 치료의 초기 단계에서 일반적으로 사용됩니다.
니켈-티타늄 스프링: 치아교정에 사용되는 이 스프링은 니켈-티타늄의 초탄성을 활용하여 장력이나 압축을 생성하고 치아 이동과 간격 열림을 돕습니다.
LH 아치와이어: 일본 소마 박사가 개발한 "Low Hysteresis"의 이름을 딴 "LH" 아치와이어는 활성화와 치아 이동 사이의 응력 차이가 최소화되어 천천히 원래 위치로 돌아갈 수 있습니다.
