التكوين السريع والاختبار لإطارات NiTi ذاتية التوسع بعامل شكل صغير مناسب للغرسات طفيفة التوغل

Seyedhamidreza Alaie; Jesus Eduardo Mata De la O; Subhi J. Al'Aref

doi:10.3791/66573

A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.

Summary

يوضح هذا العمل تقنية تصنيع منخفضة التكلفة لأسلاك / إطارات النيتينول التي تحدد الشكل بعامل شكل صغير باستخدام تركيبات القرابين. تم عرض هذه التقنية لتصنيع إطارات ذاتية التوسع مصممة للغرسات طفيفة التوغل ذات الأشكال المعقدة.

Abstract

تتميز أسلاك NiTiNOL (يشار إليها عادة باسم nitinol أو NiTi) بذاكرة شكل استثنائية وخصائص فائقة المرونة ، في حين أن تحديد الشكل غالبا ما يكون عملية مكلفة. من بين خطوات هذه العملية ، تتطلب المعالجة الحرارية التعرض لدرجات حرارة عالية لضبط الشكل. تقليديا ، يتم استخدام التركيبات المعدنية لهذا الغرض. ومع ذلك ، يمكن أن تكون تكاليف التصنيع كبيرة ، وهو أمر غير مثالي لتكرار النماذج الأولية. يوضح هذا العمل نهجا تم تقديمه مؤخرا باستخدام تركيبات القرابين المصنوعة من الأنابيب النحاسية ، مما يلغي الحاجة إلى تركيبات باهظة الثمن. تسمح هذه الأنابيب النحاسية بتكوين أشكال هندسية معقدة ، وتوفر سقالة لمراحل مختلفة من عملية التصنيع. علاوة على ذلك ، يتم استخدام بيرسلفات الأمونيوم لحفر النحاس الانتقائي ، مما يبسط إنتاج إطارات NiTi. تؤكد نتائج هذا العمل فعالية هذه التقنية وتوضح الإعداد الناجح لأسلاك NiTi للإطارات ذاتية التمدد. تمهد هذه المنهجية الطريق للبحث المستقبلي ، مما يسمح بالنماذج الأولية السريعة لإطارات NiTi السلكية لمختلف التطبيقات ، خاصة تلك الموجودة في الأجهزة الطبية.

Introduction

تستخدم أسلاك NiTi على نطاق واسع في الغرسات الطبية ولكنها تتطلب عملية تحديد الشكل الأولية أثناء تصنيع الجهاز¹. تصنع العديد من الأجهزة من NiTi ، بما في ذلك أنابيب القسطرة ، والأسلاك التوجيهية ، وسلال استرجاع الحجر ، والمرشحات ، والإبر ، وملفات الأسنان ، بالإضافة إلى الأدوات الجراحية الأخرى². التوافق الحيوي والمرونة الفائقة ومقاومة التعب في NiTi تجعله مناسبا لهذه التطبيقات. بالإضافة إلى ذلك ، لها تطبيقات في صناعات السيارات والفضاء³.

استخدام NiTi محدود بسبب تكلفته العالية والعمليات المعقدة اللازمة لإعداد الشكل. في عملية تحديد الشكل ، تتعرض هياكل NiTi تقليديا لدرجات حرارة عالية (حوالي 500 درجة مئوية) بينما تكون محصورة في تركيبات⁴. تتطلب درجة الحرارة المرتفعة هذه ، بالإضافة إلى الضغوط أثناء عملية تحديد الشكل ، تركيبا ذا قوة ميكانيكية عالية. هذا هو السبب في أن التركيبات النموذجية عادة ما تكون مصنوعة من المعادن¹. على هذا النحو ، فإن استخدام التركيبات المعدنية التي يتم تشكيلها عادة يزيد من التكاليف ويشكل تحديات للنماذج الأولية السريعة واختبار هياكل NiTi. يتضمن أحد الأساليب البديلة استخدام تركيبات قابلة لإعادة التكوين مصنوعة من المسامير والألواح¹ ، مما يبسط العملية. ومع ذلك ، فإن هذه العملية لها قيود في تشكيل الأشكال الهندسية المعقدة. وفقا لذلك ، فإن عملية تحديد الشكل منخفضة التكلفة باستخدام مواد وتصنيع منخفض التكلفة أمر مرغوب فيه للغاية للبحث الذي يتطلب إطارات NiTi لتحديد الشكل.

لتلبية الحاجة إلى النماذج الأولية السريعة ل NiTi ، قدمنا مؤخرا بروتوكولا يستخدم الأجزاء المطبوعة ثلاثية الأبعاد منخفضة التكلفة والتصنيع المصنوع لأسلاك NiTi^{5 التي تحدد} الشكل. تتضمن هذه الطريقة تركيبات القرابين ذات الحد الأدنى من الكتلة. ثبت أن التركيبات مفيدة في تأمين سلك NiTi أثناء عمليات تشكيل الأسلاك وضبط الشكل (المعالجة الحرارية). تم استخدام الأنابيب النحاسية كمادة يسهل الوصول إليها ومنخفضة التكلفة. إنه بمثابة تركيبات تقوية القرابين ويمكن استخدام تقنيات ثني الأسلاك القياسية لوضع الهياكل المعقدة لتشكيل الشكل. لوحظ أنه يمكن استخدام الأنابيب النحاسية كبديل. تم استخدام بيرسلفات الأمونيوم في المرحلة النهائية للنقش الانتقائي للنحاس ، بعد عملية التلدين. أصدرت هذه الخطوة أخيرا أسلاك NiTi ذات الشكل. يوضح هذا النهج الاستخدام المبتكر لهياكل القرابين كمفاصلات. عندما يتم الجمع بين هذا النهج والتصنيع الإضافي ، يمكن تحقيق تصنيع الأشكال المعقدة.

يعد اختبار النشر في المختبر من بين الاختبارات الأساسية لتقييم جدوى النموذج الأولي للزرع ذاتي التوسع ، المصمم ليتم نشره من خلال قسطرة. تتضمن هذه الاختبارات تقييم ما إذا كانت الغرسة ذاتية التوسع يمكن أن تمر بنجاح عبر غمد / قسطرة ذات البعد المطلوب. وقد استخدمت هذه الاختبارات في مختلف الأجهزة عبر القسطرة أو نماذج الزرع. تتضمن بعض الأمثلة انسداد الزائدة الأذينية اليسرى⁶^،⁷ ، والدعامات الناعمة⁸ ، ومحول تدفق NiTi⁹ ، ودعامات NiTi¹⁰. تسلط هذه الأعمال الضوء على الحاجة إلى منهجية لتصنيع إطارات NiTi بسرعة مع طبولوجيا معقدة ، والتي يمكن أن تتوسع ذاتيا من خلال القسطرة وبالتالي تلبية المتطلبات الأولية لزرع القسطرة.

الهدف من هذه الورقة هو تحديد طرق التصنيع الفعالة من حيث التكلفة والمصممة جيدا ، وتوفير دليل مفصل خطوة بخطوة خلال كل عملية. يركز على إظهار مجموعة متنوعة من إطارات أسلاك NiTi ذاتية التوسع المناسبة للغرسات ويحلل الجوانب الرئيسية للطريقة اللازمة لإنتاج طبولوجيا معقدة باستخدام تقنيات ميسورة التكلفة وفعالة. تتضمن هذه الورقة اختبار هذه الإطارات ونشرها من خلال قسطرة Fr-12 في إعداد على الطاولة يحاكي توصيل الغرسة عبر الحجز الأذيني. هذا الاختبار مشابه للاختبارات الأساسية ، التي يستخدمها العمل السابق⁶^،⁸. أظهرت هذه الطريقة القدرة على نشر نموذج أولي لإطار ذاتي التمدد بعد المرور عبر قسطرة. في النهاية ، يمكن أن تساعد هذه المنهجية في تحديد ما إذا كان طوبولوجيا / تصميم معين لإطار NiTi يمكن أن يفي بالمتطلبات الميكانيكية الأولية للنشر من خلال قسطرة معينة.

بينما يركز هذا العمل على تصنيع النماذج الأولية لإطارات NiTi والتوصيف الأساسي لطوبولوجيتها وتوافقها ، فإن العديد من التوصيفات الأخرى¹¹ واختبارات السلامة التنظيمية¹²^،¹³ ضرورية لتطوير الغرسات. تتضمن بعض التوصيفات توصيف خصائص السطح / الكيمياء¹⁴ ، والتآكل¹⁴ ، وتحليل التعب¹³ ، والتوافق الدموي¹³ ، والتوافق الحيوي¹⁵.

Protocol

ملاحظة: راجع جدول المواد للحصول على تفاصيل تتعلق بجميع المواد المستخدمة في هذا البروتوكول. يوضح الشكل 1 أ مثالا على الإطار النحاسي / NiTi. استخدم قفازات الأمان.

1. تكرار تصميم إطار / نموذج أولي NiTi

قم بمحاذاة سلك NiTi داخل الأنابيب النحاسية (أو الأنابيب النحاسية ؛ الشكل 2 أ).
1. حدد سلك NiTi (0.008 بوصة) وأنبوب نحاسي (OD 1.00 مم × 400 مم).
2. قم بتشغيل المجسم وانظر بصريا إلى NiTi على الشاشة والنحاس أثناء التلاعب بها. قم بمحاذاة السلك داخل الأنبوب. ادفع السلك بالكامل في الأنبوب.
إعداد تركيبات مطبوعة ثلاثية الأبعاد (الشكل 2B-D).
1. قم بتنزيل واحد . STL للتركيبات / القالب (https://osf.io/54rm3/files/osfstorage).
  ملاحظة: بالنسبة للبعض . أمثلة على ملفات STL، راجع هذا المستودع (https://osf.io/54rm3/files/osfstorage).
2. إذا كانت هناك حاجة إلى أي تعديل، فقم بتنزيل ملف . SDLRD من نفس المستودع ، قم بإجراء تعديلات على التصميم في برنامج CAD المناسب ، ثم قم بتصديره كملف . ملف STL. بدلا من ذلك ، قم بإنشاء نموذج في برنامج CAD مفتوح المصدر وقم بتصدير ملف . ملف STL.
  ملاحظة: بالنسبة للبعض . SDLRD أو . أمثلة تصميم FCSTD ، راجع هذا المستودع (https://osf.io/54rm3/files/osfstorage).
3. افتح برنامج التقطيع (على سبيل المثال ، Elegoo Cura) واستورد ملف . ملف STL. حدد الكائن المراد طباعته ثلاثية الأبعاد وانقر على الجزء السفلي من جزء الشريحة. احفظ الملف. gcode واحفظه على بطاقة micro-SD. اسحب بطاقة micro-SD للخارج.
4. قم بتشغيل طابعة FDM 3D. ضع بطاقة micro-sd. من الشاشة، حدد تحضير | التسخين المسبق | جيش التحرير الشعبى الصينى. حدد رجوع | طباعة. حدد ملف .gcode ثم انقر فوق طباعة.
5. اترك الجهاز لطباعة الجزء ثلاثي الأبعاد.
6. بعد الانتهاء من الطباعة ثلاثية الأبعاد ، قم بإزالة الجزء المطبوع وقم بقص أي جزء دعم باستخدام كماشة.
7. قم بحفظ الجزء ، حيث توجد حواف خشنة ، وحدد المناطق المراد حفرها بعلامة.
8. قم بحفر ثقوب في الهندسة المطبوعة ثلاثية الأبعاد باستخدام مثقاب يدوي (الشكل 2 ب).
  تنبيه: استخدم قفازات السلامة ونظارات السلامة.
9. قم بتمرير البراغي من خلال فتحات الجزء المطبوع ثلاثي الأبعاد باستخدام مفك البراغي (الشكل 2C).
تشكيل الهيكل 3D من Cu / NiTi باستخدام تركيبات والأدوات اليدوية. مرر السلك عبر الثقوب وثنيه فوق البراغي خطوة بخطوة. إذا لزم الأمر ، قم بثني السلك باستخدام الأدوات اليدوية (الشكل 2D ، E).
1. امسك NiTi / Cu وقم بتمريره عبر الفتحة المركزية. بعد ذلك ، قم بطي / ثني أنبوب النحاس باستخدام ملاقط أو كماشة حول جميع البراغي لتشكيل الشكل المطلوب (الشكل 2 ه).
2. قم بفك البراغي. تسخين لتليين تركيبات 3D المطبوعة (من الخطوة 1.2) باستخدام مسدس لحام.
3. استخدم المقص لقص الجزء المطبوع ثلاثي الأبعاد. قم بإزالة الجزء ثلاثي الأبعاد غير المرغوب فيه باستخدام ملاقط أو كماشة (الشكل 2F).
المعالجة الحرارية لهيكل / إطار NiTi / Cu (الشكل 2G).
1. قم بتشغيل أنبوب الفرن ومراقبة درجة الحرارة باستخدام مزدوج حراري. عندما تصل درجة الحرارة إلى 500 درجة مئوية ، ضع إطار Cu / NiTi في الفرن لمدة 3 دقائق.
  ملاحظة: استخدم قفازات ذات درجة حرارة عالية ومعطف مختبر وواقي وجه آمن.
2. راقب درجة الحرارة باستخدام المزدوجات الحرارية من النوع K عن طريق وضع مقياس الحرارة في فرن الأنبوب.
3. أخرج إطار NiTi / Cu باستخدام خطاف بعد 3 دقائق (الشكل 2H) وقم بإخماده في الماء المقطر.
حفر الأنابيب النحاسية القرابين (الشكل 2I).
1. تزن بيرسلفات الأمونيوم على ميزان. قم بوزن الماء في وعاء زجاجي أيضا. امزجها بحيث يكون وزن بيرسلفات الأمونيوم 23٪ من وزن الماء.
  ملاحظة: قم بهذه العملية داخل غطاء الدخان واستخدم معطف المختبر وزجاج الأمان وقفازات الأمان.
2. أضف بيرسلفات الأمونيوم لتحقيق نسبة وزن 23٪ (بيرسلفات الأمونيوم إلى الماء). قلب المحلول باستخدام محرك زجاجي حتى يذوب بيرسلفات الأمونيوم.
  ملاحظة: قم بهذه العملية داخل غطاء الدخان واستخدم معطف المختبر وزجاج الأمان وقفازات الأمان.
3. اغمر إطارات NiTi / Cu من الخطوة 1.3 في المحلول لمدة ~ 8 ساعات لحفر النحاس (الشكل 2I).
  ملاحظة: قم بهذه العملية داخل غطاء الدخان وارتد معطف المختبر وزجاج الأمان وقفازات الأمان.
4. راقب بصريا نقش النحاس. إذا لم يتم حفرها بالكامل ، فتخلص من الحفر ، وأنتج النقش الطازج (انظر الخطوتين 1.5.1 و 1.5.2) ، واسكب الحفر الطازج في الحاوية.
5. إذا كان النحاس محفورا بالكامل ، فأخرجه باستخدام ملاقط (الشكل 2J) واغسل إطار NiTi الذي تم إطلاقه في الماء المقطر عن طريق شطفه ثلاث مرات. انظر الشكل 1 ب للحصول على مثال على إطار NiTi الذي تم إصداره بعد هذه الخطوات.
6. قم بتشغيل المجهر. ضع سلك NiTi تحت المجهر ؛ ابحث عن أي انحناء أو أبعاد غير مرغوب فيها.

2. تغطية جوانب الإطار بأفلام أو قماش

تدور المطاط الصناعي من البولي يوريثين العطري (البولي كربونات يوريثان هو بديل ، انظر جدول المواد ؛ يتم توفير البروتوكول الكامل في مكان آخر⁶).
1. ضع رقاقة سيليكون مقاس 4 بوصات في آلة بلازما الأكسجين وقم بمعالجتها بالبلازما لمدة دقيقتين. بعد ذلك ، قم بإزالة الرقاقة.
2. افتح المجفف الفراغي واسكب بضع قطرات من السيلان (C₈H₄Cl₃F₁₃Si ؛ انظر جدول المواد) في وعاء بلاستيكي في المجفف.
3. ضع الرقاقة في المجفف ، وأغلق الغطاء ، وقم بتطبيق الفراغ على المجفف.
4. أغلق صمام المجفف وقم بإيقاف تشغيل مضخة التفريغ.
5. اترك المجفف لمدة ساعتين ، ثم أخرج رقاقة السيليكون.
6. ضع الرقاقة على المغطي الدوار ، وتوسيطها ، واسكب بعض المطاط الصناعي العطري أو الأليفاتي المذاب في DMAc (انظر جدول المواد) في وسطه.
7. تدور معطف الرقاقة. ثم أخرجي الرقاقة وضعيها في فرن 80 درجة مئوية لمدة ساعتين ، تحت غطاء الدخان.
8. بعد ساعتين ، أخرج الرقاقة وقشر الفيلم المعالج باستخدام ملاقط (استخدم الأصابع إذا لزم الأمر).
9. قطع الفيلم المقشر إلى قطع أصغر باستخدام المقص.
اضغط بالحرارة على أغشية المطاط الصناعي العطرية من مادة البولي يوريثين على إطارات NiTi.
1. تصميم فاصل لإجراء المعالجة الحرارية.
2. استخدم برنامج CAD الخاص أو مفتوح المصدر لتصميم المباعد ، وتصدير ملف . STL في البيئة ، وقم بتقسيم الكائن لإنشاء ملفات gcode (انظر الخطوة 1.2.3). بدلا من ذلك، قم بتنزيل واستخدام تصميم الفاصل المقدم (https://osf.io/54rm3/files/osfstorage).
3. ابدأ الطباعة ثلاثية الأبعاد للفاصل عن طريق فتح ملف . STL في تقطيع البرنامج (على سبيل المثال، CHITUBOX)، بدلا من ذلك، اتبع خطوات الطباعة ثلاثية الأبعاد في 1.2.4 و1.2.5 بدلا من 2.2.4 و2.2.5 و2.2.6.
  ملاحظة: سيكون للفاصل المصنوع من خلال الخطوات الأخيرة متانة أطول.
4. اختر الكائن المراد طباعته ثلاثية الأبعاد ، واضغط على جزء الشريحة واحفظ الملف في ملف . تنسيق العلاج المعرفي السلوكي على محرك أقراص USB.
5. ضع عصا USB في طابعة SLA 3D ، واسكب راتنج البوليمر الضوئي في حاوية الطابعة ثلاثية الأبعاد ، وقم بتشغيل الطابعة ثلاثية الأبعاد ، واختر الطباعة ، واضغط على علامة المثلث لبدء عملية الطباعة ثلاثية الأبعاد.
6. بعد الانتهاء من عملية الطباعة ثلاثية الأبعاد ، قم بإزالة الفاصل من سرير الطباعة ، وضعه لمدة 10 دقائق داخل نظام UV LED ، ثم اغسله بالماء ، وقم بتخزينه للخطوات التالية.
7. افتح المكبس الحراري.
8. قم بتصفيح فيلم المطاط الصناعي المصنوع من البولي يوريثين على الفاصل (الشكل 2K) ، وضع سلك / إطار NiTi حول الفاصل وأعلى الفيلم. صفح طبقة فيلم ثانية على السلك. اضبط درجة الحرارة على 240 درجة فهرنهايت (إذا رغبت في ذلك ، أضف طبقات إضافية من اللدائن بين الطبقتين أو بين البولي يوريثين والمباعد لتجنب الالتصاق).
9. أغلق الجزء العلوي من المكبس وأغلقه. انتظر 60 ثانية.
10. كرر نفس عملية الضغط الحراري على الجانب الآخر من إطار سلك NiTi والفاصل.
11. قص الأجزاء الإضافية من الفيلم المستعبدين بالمقص (الشكل 2L).
12. كبديل لربط المواد البلاستيكية الحرارية ، قم بتغطية إطار سلك NiTi عن طريق خياطة أقمشة PET.
  ملاحظة: يوضح الشكل 3 الإطار المغطى بطبقات من البوليمر المتوافق مع الدم. هنا ، تشتمل الطبقات على طبقة إضافية من بولي ديميثيل سيلوكسان المزخرف بشكل دقيق محصورة بينها.

3. اختبار نشر الإطار

أمسك قسطرة FR 12 باليد (الشكل 4 أ) وقم بتمريرها عبر موسع وإبرة (الشكل 4 ب ، ج).
قم بتأمين قطعة سيليكون على الحامل (الشكل 4E).
باستخدام الإبرة والموسع ، قم بعمل ثقب في قطعة السيليكون (الشكل 4E).
مرر القسطرة عبر الفتحة تدريجيا (الشكل 4F) واسحب الموسع والإبرة.
قم بطي إطار NiTi وادفعه عبر الطرف القريب من القسطرة (الشكل 4G).
ادفع الإطار باتجاه الطرف البعيد للقسطرة باستخدام قضيب بولي تترافلورو إيثيلين (PTFE) (الشكل 4 د).
قم بإزالة الجانب الأول من إطار NiTi (الشكل 4I).
اسحب الماسك (الشكل 4H) وقم بإزاحة الجانب الثاني من إطار NiTi على الجانب الآخر من مطاط السيليكون (الشكل 5).
افحص الإطار الموجود أسفل المجهر للتحقق من وجود أي نوع من الفشل أو التشوهات غير المرغوب فيها.

النتائج

تم تعيين إطارات NiTi في طبولوجيا مختلفة باستخدام تركيبات بلاستيكية منخفضة التكلفة وأدوات يدوية (الشكل 1). في خطوات البروتوكول من 1.1 إلى 1.4 (الشكل 1 أ) ، تم تشكيل إطارات NiTi / Cu في طبولوجيا معقدة. باتباع خطوة البروتوكول 1.5 ، تم حفر النحاس لتحرير إط?...

Discussion

في هذا البروتوكول ، تتطلب الخطوات المتعددة اهتماما دقيقا مثل المعالجة الحرارية (الصلب) والنقش وتصميم التركيبات المطبوعة ثلاثية الأبعاد. يمكن أن تكون الاختلافات الكبيرة في درجة الحرارة من 500 درجة مئوية ¹⁷ أو وقت التلدين ل NiTi ضارة بالمرونة الفائقة لسلك NiTi وتحق...

Disclosures

يعلن أصحاب البلاغ عدم وجود تضارب في المصالح.

Acknowledgements

تم دعم البحث الوارد في هذا المنشور من قبل المعهد الوطني للتصوير الطبي الحيوي والهندسة الحيوية التابع للمعاهد الوطنية للصحة بموجب الجائزة رقم R21EB030654. المحتوى هو مسؤولية المؤلفين وحدهم ولا يمثل بالضرورة الآراء الرسمية للمعاهد الوطنية للصحة. كما يشكر S. Alaie و J. Mata قسم الهندسة الميكانيكية والفضائية وكلية الهندسة بجامعة ولاية نيو مكسيكو على دعمهم. يشكر المؤلفون أوسكار لارا وأنجيل دي جيسوس زونيجا راميريز على مساهماتهم في إنشاء الشكل 2 وتحرير المراجع. كما يشكر المؤلفان أندريا غونزاليس مارتينيز وخيسوس أرماندو جيل بارا على مساهماتهم في عروض الفيديو.

Materials

Name	Company	Catalog Number	Comments
304 SS Hypotubes Generic Name: Needle	Tegra Medical
3D printed frame for testing Generic Name: PLA filament	R3D
3D printed polymeric part for heat press Generic Name: PLA filament	R3D
Ammonium Persulfate Generic Name: Ammonium Persulfate	Sigma-Aldrich
Chronoflex AR 22% Generic Name: Polyurethane	AdvanSource biomaterials		aromatic polycarbonate urethane elastomer
Copper Web Type Electrodes (1.00 mm x 400 mm) Generic Name: Copper Tube	Holepop edm supplies &electrodes
Dilator Generic Name: Dilator	QOSINA
Ecoflex 00-30 Generic Name: Ecoflex 00-30	Smooth-on		silicone
Fr 12 or 13 Catheter Generic Name: Sheath	QOSINA
Nickel Titanium Wire (0.008) Generic Name: NiTi Wire	Malin Co.
PTFE Teflon rod 1/8" Diameter x 36" Generic Name: Polytetrafluoroethylene	Sterling Seal & Supply, Inc. (STCC)
Tecoflex Generic Name: Thermoplastic Polyurethane	Lubrizol		aliphatic polyurethane elastomer
Trichloro(1H,1H,2H,2H-tridecafluoro-n-octyl)silane Generic Name: C₈H₄Cl₃F₁₃Si	Sigma-Aldrich
Dimethylacetamide (DMAC) Generic Name: Dimethylacetamide	Sigma-Aldrich
SOLIDWORKS Generic Name: Proprietary CAD software	Dassault Systèmes
FreeCAD Generic Name: Open Source CAD software	freecad.org
ABS Like Photopolymer Resin Generic Name: Photopolymer Resin	ELEGOO

References

Smith, S., Hodgson, E. Shape setting nitinol. Proc of the Mater Process Med Devices Conf. , 266-270 (2004).
Kapoor, D. Nitinol for medical applications: A brief introduction to the properties and processing of nickel titanium shape memory alloys and their use in stents. Johnson Matthey Tech Rev. 61 (1), 66-76 (2017).
Viscuso, S., Gualandris, S., De Ceglia, G., Visentin, V. Shape memory alloys for space applications. Shape Mem Alloy Eng. , 609-623 (2021).
Liu, X., Wang, Y., Yang, D., Qi, M. The effect of ageing treatment on shape-setting and superelasticity of a nitinol stent. Mater Charact. 59 (4), 402-406 (2008).
Dulal, H., Swan, T., Al'aref, S. J., Alaie, S. Low-cost prototyping of nitinol wires/frames using polymeric cores and sacrificial fixtures with application in individualized frames anchoring through the atrial septum. Sci Rep. 13, 21853 (2023).
Alaie, S., Robinson, S. S., Amiri Moghadam, A. A., Auge, J. Advanced manufacturing of patient specific occluders for the left atrial appendage with minimally invasive delivery. Adv Eng Mate. 22, 1901074 (2020).
Robinson, S. S., et al. Patient-specific design of a soft occluder for the left atrial appendage. Nat Biomed Eng. 2, 8-16 (2018).
Amiri Moghadam, A. A., et al. Toward development of inflatable stents with application in endovascular treatments. Adv Funct Mater. 28 (51), 9 (2018).
Chen, Y. . Design, parameter optimization and in vitro evaluation of implantable medical devices. , (2018).
Bernini, M., et al. Oversizing of self-expanding nitinol vascular stents-a biomechanical investigation in the superficial femoral artery. Journal of the Mechanical Behavior of Biomedical Materials. 132, 105259 (2022).
Bernini, M., et al. Surface finishing of n itinol for implantable medical devices: A review. J Biomed Mater Res Part B Appl Biomater. 110 (12), 2763-2778 (2022).
Funk, K. A., Hampshire, V. A., Schuh, J. C. Nonclinical safety evaluation of medical devices. Toxicol Pathol. , 95-152 (2018).
Non-clinical engineering tests and recommended labeling for intravascular stents and associated delivery systems - Guidance for industry and FDA staff. U.S. Food and Drug Administration Available from: https://www.fda.gov/regulatory-information/search-fda-guidance-documents/non-clinical-engineering-tests-and-recommended-labeling-intravascular-stents-and-associated-delivery (2018)
Rokicki, R., Hryniewicz, T., Pulletikurthi, C., Rokosz, K., Munroe, N. Towards a better corrosion resistance and biocompatibility improvement of nitinol medical devices. J Mat Eng Perform. 24, 1634-1640 (2015).
Hryniewicz, T., Rokicki, R. Modification of nitinol biomaterial for medical applications. World Scientific News. (96), 35-58 (2018).
Handa, H., et al. Hemocompatibility comparison of biomedical grade polymers using rabbit thrombogenicity model for preparing nonthrombogenic nitric oxide releasing surfaces. J Mater Chem B. 2 (8), 1059-1067 (2014).
Li, P., Wang, Y., Meng, F., Cao, L., He, Z. Effect of heat treatment temperature on martensitic transformation and superelasticity of the Ti49Ni51 shape memory alloy. Materials. 12 (19), 2539 (2019).
Duerig, T., Pelton, A., Stöckel, D. An overview of nitinol medical applications. Mat Sci and Eng: A. 273, 149-160 (1999).
Kwok, D., Schulz, M., Hu, T., Chu, C., Chu, P. Surface treatments of nearly equiatomic niti alloy (nitinol) for surgical implants, biomedical engineering. Trends in Mater Sci. , 269-282 (2011).
Williams, K. R., Gupta, K., Wasilik, M. Etch rates for micromachining processing-part ii. II. J of Microelectromech Syst. 12 (6), 761-778 (2003).
Yip, M. C., et al. Low-cost and rapid shaping of nitinol for medical device prototyping. ASME Open J of Eng. 2, 021027 (2023).

Reprints and Permissions

Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article

Request Permission

Explore More Articles

NiTi Nitinol

This article has been published

Video Coming Soon

Keep me updated:

Method Article