31 research outputs found

    Forming of superelastic NiTi springs for cranioplasty

    No full text
    W pracy pokazano sposób przygotowania sprężyn NiTi w postaci prostych drutów, które po zamocowaniu w kształcie łuków na sklepieniu czaszki, w czasie leczenia kraniostenoz u dzieci działają ze stałą siłą w pożądanym zakresie odkształceń. Druty wykazujące supersprężystość uzyskano po przeciąganiu lub walcowaniu na zimno i wyżarzaniu w zakresie temperatur 400-500°C. Własności supersprężyste drutów sprawdzono w próbach rozciągania i trójpunktowego zginania. Z najlepszych drutów supersprężystych wykonano, prototypowe sprężynki do badań klinicznych i dobrano optymalne warunki kształtowania ich własności. Zarejestrowane w próbach trójpunktowego zginania krzywe zależności siły w funkcji ugięcia wykazują pożądane plateau podczas odciążania. Wykonane sprężyny podczas odciążania w pożądanym zakresie odkształceń 20-30 mm działają ze stałą siłą. Przygotowano typoszeregi sprężyn o różnych siłach oddziaływań w zakresie od kilku do około 10 N.The study shows how to prepare the NiTi springs in the form of straight wires which when attached in the shape of arcs to the vault of the skull operate with a constant force in the desired range of deformations during treatment of craniostenosis in children. Wires with superelastic properties were obtained after drawing or cold rolling and annealing in the temperature range of 400-500°C. Superelastic properties of the wires were tested in the tensile and three-point bending tests. The best superelastic wire was used to manufacture the prototype springs for clinical tests. Optimal conditions for developing their properties were selected. Force curves as a function of deflection registered during three-point bending tests show the desired plateau during unloading. During unloading in the desired range of deformations, i.e. 20-30 mm, the manufactured springs operate with a constant force. Series of types of springs with different interaction forces ranging from several to about 10 N were prepared

    Superelastic behavior of NiTi wires in bending

    No full text
    W pracy przedstawiono supersprężyste właściwości drutów NiTi badane w testach rozciągania i zginania. Druty te użyto do przygotowania klamer do zespoleń złamań kości twarzy oraz sprężyn do plastyki czaszki. Przy projektowaniu implantów zastosowano modelowanie odkształcania metodą elementów skończonych. Uzyskano dobrą korelację krzywych symulowanych przy użyciu programu Adina z krzywymi eksperymentalnymi uzyskanymi podczas cyklicznego, trójpunktowego zginania drutów oraz dystraktorów czaszkowych. Wprowadzenie do programu odpowiednich parametrów charakteryzujących badane materiały umożliwi obliczanie wielkości naprężeń zredukowanych i odkształceń oraz ułatwi projektowanie wymaganych własności implantów o bardziej złożonych kształtach.The paper presents the superelastic properties of NiTi wires tested in tensile and bending tests. These wires were used to prepare staples for fixation bone fracture of the face and skull springs. In implants' designing the finite element modeling method was used for determining the deformation. A good correlation between simulated curves taken from ADINA System and experimental curves received in cyclic three-point bending wires was obtained. Making modifications to the ADINA system connected with relevant parameters, which characterize the investigated material, will enable establishing the size of reduced stresses and strains and facilitate the required properties of implants designing

    Superelastic NiTi implants for continuous bone distraction

    No full text
    Zasadniczym założeniem tej pracy było osiągnięcie nadsprężystości implantów użytych do dystrakcji kości dla korekcji deformacji czaszkowo-twarzowych. Opisano dwie możliwości przygotowania nadsprężystych, sprężynowych implantów użytych w kranioplastyce. W pierwszej użyto nadsprężyste, proste druty jako sprężyny w kształcie Omega lub U. Nadsprężystość jest indukowana w drutach przez wstępną deformację na zimno i wyżarzanie poniżej temperatury rekrystalizacji. Struktura dyslokacyjna i mało-kątowe granice ziaren są charakterystyczne dla struktury tych drutów. Druga możliwość indukowania nadsprężystości w sprężynach pierścieniowych bazuje na umocnieniu wydzieleniowym. W tym celu użyto stop z wyższą zawartością niklu (51%at.), w którym wydzielanie koherentnych cząstek fazy Ni4Ti3 prowadzi do umocnienia osnowy i pozwala osiągnąć wyraźne plateau naprężania na krzywej naprężenie-odkształcenie. Przydatność uzyskanych implantów wykazano w zastosowaniach klinicznych.The basic assumption of his work was to achieve the superelastic behaviour of implants used for bone distraction for correction craniomaxillofacial deformities. This paper describes two possibilities of preparing the superelastic spring implants used in cranioplasty. In the first one the superelastic straight wires were used for Omega and U-shape springs. The superelasticity is induced to the wires by a proper cold deformation and annealing below the recrystallization temperature. Dislocation cells and low angle grain boundaries are characteristic for the structure of these wires. The second possibility of the superelasticity induction into ring springs is based on the precipitation hardening. For this purpose an alloy with higher amount of nickel (51 at%) was used at which precipitation of the Ni4Ti3 coherent particles leads to the matrix hardening and allows to achieve a distinguish stress plateau on the stress-strain curve. The obtained implants have shown their usefulness in clinical applications

    NiTi shape memory implants applied in clinical studies

    No full text

    Superelastic and shape memory NiTi extension springs for mandibular distraction

    No full text
    The article presents studies of the superelastic NiTi and shape memory TiNiCo devices for the experimental distraction of mandibular bones in young pigs. The new method of gradual bone lengthening has two variants. In the first one distraction devices make use of two U-shaped NiTi superelastic springs that are extend, with constant force, the corpus of the mandible enfeebled by the decortication. The other variant uses double Ω-shaped springs that use the shape memory effect during gradual heating by the electric current in the temperature range 40-55°C drawing the bone fragments after osteotomy. On the basis of the X-ray phase analysis and the DSC analysis the wires which after special treatment show superelasticity in ambient temperature and shape memory in the desirable temperature range of about 40 to 55°C were chosen. Prototypes of the distractors were fabricated, suitable shapes and dimensions were selected, and different ways to fix them to the bones were tested on the models. Forces of the superelastic arches generated during stretching and unloading and distraction forces of the shape memory distractors generated during the process to regain the shape while being heated by the electric current were measured. In animal experiments the operations were performed on two pigs where NiTi superelastic distraction devices and TiNiCo shape memory distractors were used and placed subcutaneously, immediately on the bone under the periosteum. As a result of animal experiments about 10 mm lengthening of the pig mandible was obtained with the use of superelastic distraction devices

    Superelastic NiTi wires for minimally invasive surgery

    No full text
    W pracy przedstawiono charakterystykę struktury i własności supersprężystych drutów NiTi przeznaczonych na elementy aktywacyjne i końcówki zminiaturyzowanych prototypowych narzędzi dla chirurgii małoinwazyjnej. Metodą rentgenograficzną (XRD) stwierdzono, że druty w stanie dostarczenia w temperaturze otoczenia miały strukturę fazy macierzystej B2. Metodą różnicowej kalorymetrii skaningowej (DSC) stwierdzono, że podczas chłodzenia w badanych drutach przemiana zachodziła bezpośrednio z fazy macierzystej B2 do fazy martenzytycznej B19’. Przemiana odwrotna zachodziła z udziałem fazy romboedrycznej wg schematu B19’→R→B2. Badane druty w próbach rozciągania wykazywały bardzo dobre własności mechaniczne i supersprężystość. W próbach wyginania pod naprężeniem prostych odcinków drutów do kąta 90o, po usunięciu zewnętrznego naprężenia następował całkowity odzysk wyprostowanego kształtu. Krzywe zależności siły w funkcji strzałki ugięcia, zarejestrowane w próbach wielokrotnie powtarzanego, trójpunktowego zginania, potwierdziły bardzo dobre, stabilne własności supersprężyste badanych drutów. Supersprężyste elementy NiTi wykorzystano do przekazu napędu do końcówki roboczej prototypowego narzędzia mechatronicznego Robin Heart Uni 0.The study presents the structure and properties of superelastic NiTi wires which are aimed to be used for activation elements and tips for miniature prototype tools in minimal invasive surgery. With X-ray diffractometry (XRD) it was found out that the wires in their state of delivery at ambient temperature had the structure of B2 parent phase. Differential scanning calorimetry (DSC) showed that during cooling in the tested wires the phase transition was directly from B2 parent phase to B19’ martensitic phase. The reverse transition was with the participation of rhombohedric R phase according to B19’→R→B2. During stretching the tested wires displayed very good mechanical properties and superelasticity. During bending, when straight parts of the wire were strained to 90o, when external strain was removed, complete recovery of the straightened shape was observed. The curves of the forces in the function of deflection, recorded during multiple three-point bending were the confirmation of very good, stable superelastic properties of the tested wires. Superelastic NiTi elements were used to transmit the drive to the operating tip of the Robin Heart Uni 0 prototype mechatronic tool

    Effects of Thermomechanical Treatment on Structure and Shape Recovery of a TiNiCo Alloy

    No full text
    The structural changes and transformation behaviour of a Ti50.0at.%-Ni48.7at.%-Col.3at.% alloy versus thermomechanical treatment have been studied using X-ray phase analysis, electron microscopy and the DTA measurements. Also the shape recovery effect has been measured as a function of the annealing temperature. The alloy was used as a material for clamps joining broken jaw bones in the Clinic of Maxillofacial Surgery of the Silesian Academy of Medicine in Katowice

    Superelastic NiTi staples for fixation of face bone fractures

    No full text
    corecore