RU2635676C1 - Способ деформационно-термической обработки для формирования функциональных характеристик медицинского клипирующего устройства из сплава Ti-Ni с памятью формы - Google Patents
Способ деформационно-термической обработки для формирования функциональных характеристик медицинского клипирующего устройства из сплава Ti-Ni с памятью формы Download PDFInfo
- Publication number
- RU2635676C1 RU2635676C1 RU2016150734A RU2016150734A RU2635676C1 RU 2635676 C1 RU2635676 C1 RU 2635676C1 RU 2016150734 A RU2016150734 A RU 2016150734A RU 2016150734 A RU2016150734 A RU 2016150734A RU 2635676 C1 RU2635676 C1 RU 2635676C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- shape memory
- clipping device
- memory effect
- deformation
- temperature
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 21
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 11
- 239000000956 alloy Substances 0.000 title claims abstract description 11
- 229910004337 Ti-Ni Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 6
- 229910011209 Ti—Ni Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 6
- KHYBPSFKEHXSLX-UHFFFAOYSA-N iminotitanium Chemical compound [Ti]=N KHYBPSFKEHXSLX-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 6
- 238000007669 thermal treatment Methods 0.000 title 1
- 230000003446 memory effect Effects 0.000 claims abstract description 28
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 claims abstract description 26
- 230000032683 aging Effects 0.000 claims abstract description 17
- 230000000930 thermomechanical effect Effects 0.000 claims abstract description 16
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 12
- 229910001219 R-phase Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 9
- 238000007865 diluting Methods 0.000 claims description 3
- 238000005382 thermal cycling Methods 0.000 claims description 3
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 claims description 2
- 238000011084 recovery Methods 0.000 claims description 2
- 230000017531 blood circulation Effects 0.000 abstract description 7
- 238000001816 cooling Methods 0.000 abstract description 6
- 230000023597 hemostasis Effects 0.000 abstract description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 5
- 229910001285 shape-memory alloy Inorganic materials 0.000 abstract description 4
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 2
- 238000001356 surgical procedure Methods 0.000 abstract description 2
- 229910000734 martensite Inorganic materials 0.000 description 15
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 15
- 230000035882 stress Effects 0.000 description 12
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 10
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N nickel Substances [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000000137 annealing Methods 0.000 description 5
- 229910001566 austenite Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 5
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 5
- 229910000990 Ni alloy Inorganic materials 0.000 description 4
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 4
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 4
- 102100024482 Cell division cycle-associated protein 4 Human genes 0.000 description 3
- 101100383112 Homo sapiens CDCA4 gene Proteins 0.000 description 3
- 229910001069 Ti alloy Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- KQDIGHIVUUADBZ-PEDHHIEDSA-N pentigetide Chemical compound OC(=O)C[C@H](N)C(=O)N[C@@H](CO)C(=O)N[C@@H](CC(O)=O)C(=O)N1CCC[C@H]1C(=O)N[C@@H](CCCNC(N)=N)C(O)=O KQDIGHIVUUADBZ-PEDHHIEDSA-N 0.000 description 3
- 230000008569 process Effects 0.000 description 3
- 238000000844 transformation Methods 0.000 description 3
- HZEWFHLRYVTOIW-UHFFFAOYSA-N [Ti].[Ni] Chemical compound [Ti].[Ni] HZEWFHLRYVTOIW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 2
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 2
- 210000001105 femoral artery Anatomy 0.000 description 2
- 239000004519 grease Substances 0.000 description 2
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 2
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 2
- 238000001953 recrystallisation Methods 0.000 description 2
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- 238000012549 training Methods 0.000 description 2
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 230000036772 blood pressure Effects 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 1
- 230000002269 spontaneous effect Effects 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22F—CHANGING THE PHYSICAL STRUCTURE OF NON-FERROUS METALS AND NON-FERROUS ALLOYS
- C22F1/00—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working
- C22F1/16—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of other metals or alloys based thereon
- C22F1/18—High-melting or refractory metals or alloys based thereon
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Surgical Instruments (AREA)
Abstract
Изобретение относится к металлургии, а именно к термомеханической обработке изделий из сплавов с памятью формы (СПФ) и наведению в них эффекта памяти формы (ЭПФ), в частности клипирующего устройства для создания гемостаза с возможностью восстановления кровотока в трубчатых эластичных структурах организма при проведении операций. Способ обработки медицинского клипирующего устройства, изготовленного из сплава Ti-Ni с эффектом памяти формы, включает термомеханическую обработку путем деформации и старения и термомеханическое наведение эффекта памяти формы (ЭПФ) и обратимого эффекта памяти формы (ОЭПФ). При термомеханической обработке старение проводят при температуре 350-500°С в три этапа, на первом из которых клипирующее устройство в исходной форме в виде сомкнутых концами браншей выдерживают в течение 3-10 ч, а на втором и третьем этапах старения клипирующее устройство в форме с попеременно зеркально отображенными перехлестнутыми на угол 20-50° дистальными концами браншей выдерживают в течение 5-180 мин, термомеханическое наведение эффекта памяти формы (ЭПФ) и обратимого эффекта памяти формы (ОЭПФ) осуществляют путем деформации разведением браншей на угол 20-90° относительно первоначального сомкнутого состояния и нагрева до температуры в области существования R-фазы с выдержкой в течение 20-60 с при этой температуре, а затем проводят разгружение и последующий нагрев до восстановления формы. Формируются функциональные характеристики медицинского клипирующего устройства, обеспечивается создание временного или постоянного гемостаза за счет реализации обратимой деформации в диапазоне 4-7% и генерации реактивного усилия в диапазоне 1,5-3 Н в ходе реализации одностороннего ЭПФ при нагреве до 40-42°C до полного смыкания клипирующего устройства, а также возможность последующего восстановления кровотока в трубчатых эластичных структурах организма за счет реализации обратимого эффекта памяти формы величиной 1-3%. Реализуется угол раскрытия браншей до 10° при охлаждении ушка клипирующего устройства до 0°C. 2 н.п. ф-лы, 6 ил., 2 пр.
Description
Область техники
Настоящее изобретение относится к металлургии, а именно к термической и термомеханической обработке изделий из сплавов с памятью формы (СПФ) и наведению в них эффекта памяти формы (ЭПФ), в частности клипирующего устройства для создания гемостаза с возможностью восстановления кровотока в трубчатых эластичных структурах организма при проведении операций, относящихся к общей открытой и эндоскопической (лапароскопической) хирургии.
Предшествующий уровень техники
Эффект памяти формы ЭПФ реализуется как физическое явление восстановления формы при нагреве после псевдопластической деформации, накопленной за счет образования мартенсита напряжений или/и деформационной переориентацией существующего мартенсита охлаждения или мартенсита напряжений. Сверхупругость (СУ) - это эффект памяти формы, реализуемый непосредственно при температуре деформации (т.е. дополнительный нагрев не требуется). Обратимый ЭПФ (ОЭПФ) заключается в самопроизвольном обратимом изменении формы при термоциклировании через интервал мартенситных превращений.
Функциональные свойства (ФС) СПФ, в том числе параметры ЭПФ, определяются химическим и фазовым составом, а также структурным и субструктурным состоянием сплава. При наведении ЭПФ значительное влияние оказывают параметры внешних воздействий: температурно-скоростные условия, вид и интенсивность деформационного воздействия.
К наиболее важным служебным характеристикам сплавов с памятью формы (СПФ) относятся: характеристические температуры мартенситных превращений Мн (температура начала мартенситного превращения), Мк (температура окончания мартенситного превращения), TR (температура R-превращения), Ан (температура начала обратного мартенситного превращения), Ак (температура окончания обратного мартенситного превращения), кристаллографический ресурс обратимой деформации, реализуемая на практике величина обратимой деформации εr, реактивное напряжение σr, величина обратимого эффекта εTW.
Известен способ создания гемостаза с возможностью восстановления кровотока в трубчатых эластичных структурах организма и устройства для его осуществления [Patent WO 2012/075532 A1, (2012). Surgical Clip and Clip Manipulation Device Therefore]. В известном способе описана конструкция клипирующего устройства и последовательность манипуляций при ее использовании. Однако это техническое решение может быть реализовано только в результате деформационно-термической обработки, в результате которой задаются и формируются определенные функциональные характеристики в материале и/или устройстве.
Известен способ наведения ЭПФ и ОЭПФ [В.И. Зельдович, Г.А. Собянина, О.С. Ринкевич. Влияние степени деформации на эффект памяти формы и структуру мартенсита в никелиде титана. Дилатометрические эффекты мартенситных превращений. ФММ, 1996 г., том 81, выпуск 3, стр. 107-116 (г. Свердловск)] в соответствии с которым в сплаве Ti-50,5% Ni, подвергнутом рекристаллизационному отжигу при 800°C, ЭПФ и ОЭПФ наводили прокаткой и растяжением. Деформацию наводили при комнатной температуре, что соответствует двухфазному состоянию В2+В19', со степенями полной наводимой деформации εt=4,7-16%. Максимальная величина обратимой деформации εr=4,3% была получена при εt=12%, максимальная величина ОЭПФ εTW=1,6% - при εt=16%. В известном способе реализуется лишь один механизм повышения свойств - наведение («тренировка») ЭПФ.
В качестве наиболее близкого аналога (прототип) выбран способ обработки сплава Ti - 50,7 ат. % Ni с эффектом памяти формы и обратимым эффектом памяти формы, включающий термомеханическую обработку, рекристаллизационный отжиг при температуре 700°C в течение 0,20-120 мин, а затем отжиг при температуре 350-500°С в течение 1,5-10 ч, а наведение ЭПФ и ОЭПФ осуществляют путем заневоливания сплава по схеме изгиба с деформацией 12-20% при температуре Ак - 10≤Т≤Ак+10, выдержки при этой температуре 0,25-5 мин, охлаждения до температуры окончания мартенситного превращения, после чего сплав разгружают и термоциклируют в интервале температур от Ак до - 196°C с выдержками 0,25-5 мин [Патент РФ 2476619. Способ обработки сплавов титан-никель с содержанием никеля 49-51 ат.% с эффектом памяти формы и обратимым эффектом памяти формы (варианты)]. Известный способ позволяет реализовать величину обратимой деформации εr=14,5%.
В известном способе реализуются два механизма повышения функциональных свойств: создание рекристаллизованной структуры (при температуре 700°C) с выделениями фазы Ti3Ni4 (при старении в интервале температур 350-500°C в течение 1,5-10 ч) и новая схема наведения ЭПФ.
В известном способе наведение ЭПФ (деформацию) осуществляют при фиксированной температуре выше температуры Ак, т.е. когда сплав находится в состоянии метастабильного аустенита. Деформация набирается за счет переориентации аустенита, ориентации R-фазы, образования ориентированного мартенсита напряжений и его двойникования. При этом в процессе охлаждения под нагрузкой ниже температуры окончания мартенситного превращения ориентированный мартенсит напряжения стабилизируется. После отжига при 700°C, когда размер рекристаллизованного зерна аустенита достигает 9 мкм, дислокационный предел текучести снижается, развитие пластической деформации аустенита становится определяющим фактором в управлении ЭПФ, что приводит к появлению значительной остаточной деформации.
В известных способах высокие значения эффектов памяти формы получены на тонких образцах - проволоке диаметром 0.3 мм. Между тем, в работе [Е.П. Рыклина, С.Д. Прокошкин, А.Ю. Крейцберг. Возможности достижения аномально высоких параметров ЭПФ сплава Ti - 50.7 ат. % Ni в различных структурных состояниях аустенита. Известия РАН. Серия физическая, 2013, том 77, №11, с. 1653-1663] было установлено, что толщина (диаметер) образца оказывает сильное влияние на реализацию параметров ЭПФ и ОЭПФ: увеличение диаметра образца в 1,5 раза (с 0,3 до 0, 45 мм) приводит к явно выраженной деградации обратимой деформации ЭПФ εr, степень которой зависит от структурного состояния сплава и величины полной наводимой деформации εt. Высокие значения полной наводимой деформации εt=12-20% и высокие температуры деформирования при наведении, используемые в известном способе, неприменимы к массивному устройству, которое при таких температурно-деформационных условиях разрушается.
Кроме того, известно [V. Brailovski, S. Prokoshkin, P. Terriault, F. Trochu (Eds.) Shape Memory Alloys: Fundamentals, Modeling and Applications. Montreal: ETS Publ., 2003, 851 p.], что в момент окончания восстановления формы реактивные усилия в материале равны нулю. Между тем, клипирующее устройство при пережатии сосуда должно развивать реактивные усилия, способные преодолеть давление крови в сосуде, максимальные значения которой достигают 150 мм рт.ст. и собственно тургор стенок сосуда.
Раскрытие изобретения
Техническим результатом, на который направлено предложенное изобретение, является разработка способа деформационно-термической обработки для формирования функциональных характеристик медицинского клипирующего устройства из СПФ Ti-Ni, обеспечивающего создание временного или постоянного гемостаза за счет реализации обратимой деформации в диапазоне 4-7% и генерации реактивного усилия в диапазоне 1,5-3 Н в ходе реализации одностороннего ЭПФ при нагреве до 40-42°C до полного ссмыкания клипирующего устройства, а также обеспечивающего возможность последующего восстановления кровотока в трубчатых эластичных структурах организма за счет реализации обратимого эффекта памяти формы величиной 1-3%, что позволяет реализовать угол раскрытия браншей до 10° при охлаждении ушка клипирующего устройства до 0°C.
Создание реактивных усилий в момент смыкания браншей клипсы реализуется за счет создания некоторой величины запрещенной деформации, другими словами, клипирующему устройству должна быть задана другая (вторая) форма, отличающаяся от исходной рабочей, в то время как исходная форма будет являться промежуточной в процессе восстановлении второй заданной формы и создавать ненулевые реактивные усилия в момент пережатия сосуда.
Создание прочих функциональных харкатеристик устройства, а именно обратимой деформации εr и εTW, реализуется за счет значимой разницы между дислокационным и фазовым пределом текучести. Эта разница реализуется за счет формирования в результате горячей поперечно-винтовой прокатки при температуре 850-950°C и последующего старения при температуре 350-500°C в микроскопически неоднородной микроструктуры материала: она состоит из зерен рекристаллизованной структуры и субзерен полигонизованной субструктуры, декорированных наноразмерными выделениями фазы Ti3Ni4. Размер частиц минимален в границах и субграницах и увеличивается по мере приближения к центру зерна.
Технический результат достигается также тем, чтостарение при температуре 350-500°C проводят в несколько этапов, причем на первом этапе старению подвергают клипирующее устройство, имеющее исходную рабочую форму с сомкнутыми концами браншей в течение 3-10 ч, а последующие этапы старения в форме с попеременно зеркально-отображенными перехлестнутыми на угол 20-50° проксимальными концами браншей в течение 5-180 мин.
В процессе отжига клипсы в исходном рабочем состоянии в отсутствие напряжений частицы фазы Ti3Ni4 выделяются равномерно в системе плоскостей {111} В2-матрицы. Старение на 1 этапе в данном температурном интервале позволяет прецизионно регулировать температурный интервал восстановления формы и реализовать требуемый интервал срабатывания устройства в диапазоне 38-42°C. Выделившиеся частицы создают поля напряжений, управляющие восстановлением формы. Старение под напряжением на 2 этапе в форме с попеременным зеркально-отображенном перехлесте браншей сопровождается ориентированным выделением, его проводят в течение 5-180 мин, и созданием ориентированных полей напряжений, управляющих восстановлением второй формы, заданной старением под напряжением; его проводят в течение 5-180 мин. Однако в этом случае при восстановлении формы бранши клипсы будут смыкаться не симметрично, а с перекосом. Поэтому на 3 этапе старения под напряжением, которое проводят в течение 5-180 мин, бранши клипсы перехлестывают в противоположную зеркально отображенную сторону. Выделяющиеся при этом частицы фазы Ti3Ni4 создают компенсирующие поля напряжений. Такое двустадийное старение под напряжением обеспечивает симметричный ход проксимальных концов браншей клипсы при восстановлении формы до полного смыкания браншей по внутренней поверхности.
Технический результат достигается также тем, что сплав титан-никель подвергают термературно-деформационной тренировке - термомеханическое наведение эффекта памяти формы (ЭПФ) и обратимого эффекта памяти формы (ОЭПФ), включающее деформацию разведением браншей клипсы относительно первоначального сомкнутого состояния на угол 20-90° при температуре в области существования R-фазы, выдержку в течение 20-60 сек при фиксированной температуре либо термоциклирование в области существования R-фазы, разгружение и нагрев до восстановления формы.
Краткое описание чертежей
Изобретение поясняется чертежами, где на фиг. 1 показано клипирующее устройство в исходной рабочей форме; в этой форме устройство подвергают старению на 1 этапе. На фиг. 2 показана форма клипирующего устройства в форме с перехлнстнутыми концами бранше; в этой форме устройство подвергают старению на втором этапе. На фиг. 3 показана форма клипирующего устройства в форме с зеркально отбраженными перехлестнутыми концами бранше; в этой форме устройство подвергают старению на третьем этапе. На фиг. 4 показана форма клипирующего устройства в форме с разведенными концами браншей при наведении ЭПФ. На фиг. 5 показано изменение формы ушка клипирующего устройства на разных этапах деформационно-термической обработки для формирования функциональных характеристик медицинского клипирующего устройства из сплава Ti-Ni с памятью формы. На фиг. 6 приведена схематическая диаграмма, поясняющая необходимость создания в устройстве запрещенной деформации в момент смыкания браншей устройства, где 
- реактивное напряжение, создаваемое кдипсой с перехлетстнутыми концами браншей в момент их смыкания; 
- то же для клипсы с исходно заданной рабочей формой.
Пример №1 конкретного выполнения
Исходным материалом является клипирующее устройство, изготовленное методом электроэрозионной резки на станке с числовым программным управлением из прутка сплава Ti - 50,5%Ni, полученного методом поперечно-винтовой прокатки с последующим охлаждением на воздухе.
Клипирующее устройство очищают от смазки, фиксируют в рабочей форме, предполагающей полное смыкание браншей, помещают в муфельную печь и выдерживают при температуре 430°C в течение 10 ч, после чего закаливают в воду. Клипсу освобождают, помещают в ледяную ванну и укладывают в заранее размещенную в ней специальную матрицу, в которой создают вторую форму с перехлестом дистальных концов браншей на угол 45°. Матрицу с клипирующим устройством помещают в муфельную печь и выдерживают при температуре 430°C в течение 1 ч, после чего закаливают в воду. Клипсу извлекают из матрицы, матрицу помещают в ледяную ванну и укладывают в матрице клипсу с перехлестом браншей в противоположную сторону. Матрицу с клипирующим устройством помещают в муфельную печь и выдерживают при температуре 430°C в течение 10 мин, после чего закаливают в воду. Клипсу извлекают из матрицы, окисный слой удаляют травлением.
Бранши клипсы разводят на угол 60° при комнатной температуре на специальном шаблоне, выдерживают 30 сек и размещают в ледяной ванне, где выдерживают 1 мин. Не вынимая из ледяной ванны, клипсу снимают с шаблона, и постепенно нагревают до полного смыкания браншей. Измеряют величину обратимой деформации и реактивное усилие: они равны соответственно εr=4,5% и Fr=2.4 Н. Клипсу помещают в среду с температурой 0°C и измеряют величину ОЭПФ (εTW): она равна 1,5%. Испытания на фантоме бедренной артерии показывает полное пережатие фантома, находящегося под давлением 150 мм рт.ст. при температуре 38°C и восстановление «кровотока» при охлаждении до 10°C. Клипса может быть свободно снята с фантома.
Пример №2 конкретного выполнения
Исходным материалом является клипирующее устройство, изготовленное методом электроэрозионной резки на станке с числовым программным управлением из прутка сплава Ti-50,7% Ni, полученного методом поперечно-винтовой прокатки с последующим охлаждением на воздухе.
Клипирующее устройство очищают от смазки, фиксируют в рабочей форме, предполагающей полное смыкание браншей, помещают в муфельную печь и выдерживают при температуре 450°C в течение 7 ч, после чего закаливают в воду. Клипсу освобождают, помещают в ледяную ванну и укладывают в заранее размещенную в ней специальную матрицу, в которой создают вторую форму с перехлестом дистальных концов браншей на угол 50°. Матрицу с клипирующим устройством помещают в муфельную печь и выдерживают при температуре 450°C в течение 3 ч, после чего закаливают в воду. Клипсу извлекают из матрицы, матрицу помещают в ледяную ванну и укладывают в матрице клипсу с перехлестом браншей в противоположную сторону. Матрицу с клипирующим устройством помещают в муфельную печь и выдерживают при температуре 450°C в течение 1 ч, после чего закаливают в воду. Клипсу извлекают из матрицы, окисный слой удаляют травлением.
Бранши клипсы разводят на угол 75° при комнатной температуре на специальном шаблоне, выдерживают 30 сек и размещают в среде с температурой 0°C где выдерживают 1 мин. Температуру среды понижают до -20°C, выдерживают 1 мин, снимают с шаблона, и постепенно нагревают до полного смыкания браншей. Эту процедуру повторяют 3-5 раз. Измеряют величину обратимой деформации и реактивное усилие: они равны соответственно εr=6% и Fr=2.6 Н. Клипсу помещают в среду с температурой 0°C и измеряют величину ОЭПФ (εTW): она равна 2%. Испытания на фантоме бедренной артерии показывают полное пережатие фантома, находящегося под давлением 150 мм рт.ст. при температуре 38°С и восстановление «кровотока» при охлаждении до 10°C. Клипса может быть свободно снята с фантома.
Предлагаемый способ позволяет реализовать в клипирующем устройстве комплекс функциональных характеристик, необходимых для временного создания гемостаза в сосудах и атравматичного извлечения.
Claims (2)
1. Способ обработки медицинского клипирующего устройства, изготовленного из сплава Ti-Ni с эффектом памяти формы, включающий термомеханическую обработку путем деформации и старения и термомеханическое наведение эффекта памяти формы (ЭПФ) и обратимого эффекта памяти формы (ОЭПФ), отличающийся тем, что при термомеханической обработке старение проводят при температуре 350-500°С в три этапа, на первом из которых клипирующее устройство в исходной форме в виде сомкнутых концами браншей выдерживают в течение 3-10 ч, а на втором и третьем этапах старения клипирующее устройство в форме с попеременно зеркально отображенными перехлестнутыми на угол 20-50° дистальными концами браншей выдерживают в течение 5-180 мин, термомеханическое наведение эффекта памяти формы (ЭПФ) и обратимого эффекта памяти формы (ОЭПФ) осуществляют путем деформации разведением браншей на угол 20-90° относительно первоначального сомкнутого состояния и нагрева до температуры в области существования R-фазы с выдержкой в течение 20-60 с при этой температуре, а затем проводят разгружение и последующий нагрев до восстановления формы.
2. Способ обработки медицинского клипирующего устройства, изготовленного из сплава Ti-Ni с эффектом памяти формы, включающий термомеханическую обработку путем деформации и старения и термомеханическое наведение эффекта памяти формы (ЭПФ) и обратимого эффекта памяти формы (ОЭПФ), отличающийся тем, что при термомеханической обработке старение проводят при температуре 350-500°С в три этапа, на первом из которых клипирующее устройство в исходной форме в виде сомкнутых концами браншей выдерживают в течение 3-10 ч, а на втором и третьем этапах старения клипирующее устройство в форме с попеременно зеркально отображенными перехлестнутыми на угол 20-50° дистальными концами браншей выдерживают в течение 5-180 мин, термомеханическое наведение эффекта памяти формы (ЭПФ) и обратимого эффекта памяти формы (ОЭПФ) осуществляют путем деформации разведением браншей на угол 20-90° относительно первоначального сомкнутого состояния и термоциклирования с нагревом до температуры в области существования R-фазы, а затем проводят разгружение и последующий нагрев до восстановления формы.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016150734A RU2635676C1 (ru) | 2016-12-23 | 2016-12-23 | Способ деформационно-термической обработки для формирования функциональных характеристик медицинского клипирующего устройства из сплава Ti-Ni с памятью формы |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016150734A RU2635676C1 (ru) | 2016-12-23 | 2016-12-23 | Способ деформационно-термической обработки для формирования функциональных характеристик медицинского клипирующего устройства из сплава Ti-Ni с памятью формы |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2635676C1 true RU2635676C1 (ru) | 2017-11-15 |
Family
ID=60328619
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2016150734A RU2635676C1 (ru) | 2016-12-23 | 2016-12-23 | Способ деформационно-термической обработки для формирования функциональных характеристик медицинского клипирующего устройства из сплава Ti-Ni с памятью формы |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2635676C1 (ru) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0121362A1 (en) * | 1983-03-14 | 1984-10-10 | Ethicon, Inc. | Split-ring type tissue fastener |
| RU2213529C2 (ru) * | 2001-09-26 | 2003-10-10 | Московский государственный институт стали и сплавов (технологический университет) | Способ клипирования сосудов, мягкоэластичных трубчатых структур и фиксирования тканей и клипса для его осуществления |
| RU2268008C2 (ru) * | 2002-04-05 | 2006-01-20 | Тюменская государственная медицинская академия | Клипирующий ранорасширитель |
| RU2476619C2 (ru) * | 2011-03-17 | 2013-02-27 | Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС" | Способ обработки сплавов титан-никель с содержанием никеля 49-51 ат.% с эффектом памяти формы и обратимым эффектом памяти формы (варианты) |
| RU2608246C1 (ru) * | 2015-11-17 | 2017-01-17 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС" | Способ температурно-деформационного воздействия на сплавы титан-никель с содержанием никеля 49-51 ат.% с эффектом памяти формы |
-
2016
- 2016-12-23 RU RU2016150734A patent/RU2635676C1/ru active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0121362A1 (en) * | 1983-03-14 | 1984-10-10 | Ethicon, Inc. | Split-ring type tissue fastener |
| RU2213529C2 (ru) * | 2001-09-26 | 2003-10-10 | Московский государственный институт стали и сплавов (технологический университет) | Способ клипирования сосудов, мягкоэластичных трубчатых структур и фиксирования тканей и клипса для его осуществления |
| RU2268008C2 (ru) * | 2002-04-05 | 2006-01-20 | Тюменская государственная медицинская академия | Клипирующий ранорасширитель |
| RU2476619C2 (ru) * | 2011-03-17 | 2013-02-27 | Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС" | Способ обработки сплавов титан-никель с содержанием никеля 49-51 ат.% с эффектом памяти формы и обратимым эффектом памяти формы (варианты) |
| RU2608246C1 (ru) * | 2015-11-17 | 2017-01-17 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС" | Способ температурно-деформационного воздействия на сплавы титан-никель с содержанием никеля 49-51 ат.% с эффектом памяти формы |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Maeshima et al. | Shape memory properties of biomedical Ti-Mo-Ag and Ti-Mo-Sn alloys | |
| AU745293B2 (en) | Process for the improved ductility of nitinol | |
| US7455738B2 (en) | Long fatigue life nitinol | |
| JPH0525933B2 (ru) | ||
| CN101333611B (zh) | 形状记忆材料及其制备方法 | |
| Safdel et al. | Room temperature superelastic responses of NiTi alloy treated by two distinct thermomechanical processing schemes | |
| Tian et al. | Microstructure, elastic deformation behavior and mechanical properties of biomedical β-type titanium alloy thin-tube used for stents | |
| Parvizi et al. | NiTi shape memory alloys: properties | |
| JP2024096789A (ja) | 超弾性ニッケルチタン合金のワイヤ及びその形成方法 | |
| Mohamad et al. | Effect of ageing temperatures on pseudoelasticity of Ni-rich NiTi shape memory alloy | |
| EP2268234B1 (en) | Method of loading a medical device into a delivery system | |
| RU2635676C1 (ru) | Способ деформационно-термической обработки для формирования функциональных характеристик медицинского клипирующего устройства из сплава Ti-Ni с памятью формы | |
| WO2011084240A1 (en) | Method of improving the properties of a component of a medical device comprising a nickel-titanium-chromium alloy | |
| Avery et al. | Reverse Engineering of Nitinol Vena Cava Filters | |
| Keshtta et al. | Shape memory effect in new Ti-Nb-Ta alloy | |
| Stolyarov | Nanostructured shape memory TiNi alloy processed by severe electroplastic deformation | |
| Sheremetyev et al. | Long-term stability of superelastic behavior of nanosubgrained Ti-Nb-Zr and Ti-Nb-Ta shape memory alloys | |
| Isaenkova et al. | Methods of research of shape memory effect and superelasticity in the alloy Ti-22% Nb-6% Zr | |
| RU2641598C1 (ru) | Способ обработки монокристаллов ферромагнитного сплава CoNiAl с содержанием Ni 33-35 ат.% и Al 29-30 ат.% | |
| Laureanda | One Way and Two Way—Shape Memory Effect: Thermo—Mechanical Characterization of Ni—Ti Wires | |
| Urbina Pons | Improvement of the one-way and two-way shape memory effects in ti-ni shape memory alloys by thermomechanical treatments | |
| Mahmud | Thermomechanical treatment of Ni-Ti shape memory alloy | |
| Ryklina et al. | Two-way shape memory effect inducing in nickel-titanium alloy and its application to a device for clipping blood vessels. | |
| Mehrabi | Characterization and Optimization of the Two-Way Effect in Melt-spun NiTi-based Shape Memory Alloys | |
| MUSA | DESIGN AND FABRICATION OF SHAPE MEMORY DEVICE |