หลอดนิตินอล พลังนวัตกรรมด้านอุปกรณ์การแพทย์ วิเคราะห์เชิงลึกโดยใช้ขดลวดหัวใจเป็นตัวอย่าง

โลหะผสมนิกเกิล-ไทเทเนียมหรือที่เรียกว่านิทินอลเป็นโลหะผสมไบนารีที่ประกอบด้วยนิกเกิล (Ni) และไทเทเนียม (Ti) มันกลายเป็นหัวข้อวิจัยอย่างรวดเร็วในสาขาวัสดุศาสตร์ นับตั้งแต่มีการค้นพบว่ามีผลต่อการจำรูปร่างในทศวรรษปี 1960 ฮอตสปอต เอฟเฟกต์หน่วยความจำรูปร่างหมายถึงความสามารถของวัสดุในการกลับคืนสู่รูปร่างเดิมหลังจากการเสียรูปโดยการให้ความร้อน การทำให้เย็นลง หรือการขจัดความเครียด คุณลักษณะนี้ช่วยให้โลหะผสมนิกเกิล-ไทเทเนียมผ่านการเสียรูปแบบพลิกกลับได้อย่างมีนัยสำคัญเมื่ออยู่ภายใต้แรงภายนอก และคืนรูปทรงเดิมภายใต้สภาวะเฉพาะ จึงให้มูลค่าการใช้งานทางวิศวกรรมที่มีเอกลักษณ์เฉพาะ

ใน โลหะผสมนิกเกิลไทเทเนียม การทำให้เอฟเฟกต์หน่วยความจำรูปร่างนี้เกิดขึ้นได้นั้นขึ้นอยู่กับโครงสร้างจุลภาคที่เป็นเอกลักษณ์ของมัน นั่นคือการเปลี่ยนแปลงแบบย้อนกลับได้ระหว่างเฟสมาร์เทนไซต์และเฟสออสเทนไนต์ ที่อุณหภูมิต่ำ โลหะผสมนิกเกิล-ไทเทเนียมจะมีเฟสมาร์เทนไซต์ที่แข็งและเปราะ เมื่ออุณหภูมิสูงขึ้นถึงค่าวิกฤติ เฟสมาร์เทนไซต์จะเปลี่ยนเป็นเฟสออสเทนไนต์ที่อ่อนและแข็ง พร้อมด้วยการคืนรูปร่าง - กระบวนการนี้ไม่เพียงแต่ช่วยให้โลหะผสมนิกเกิล-ไททาเนียมมีความสามารถในการจดจำรูปร่างที่เป็นเอกลักษณ์เท่านั้น แต่ยังทำให้มีความยืดหยุ่นที่ดีเยี่ยม กล่าวคือ สามารถผ่านการเสียรูปแบบยืดหยุ่นได้หลากหลายภายใต้ความเครียดโดยไม่มีการเสียรูปถาวร

ในฐานะเครื่องมือสำคัญสำหรับการรักษาแบบหัตถการหัวใจ หน้าที่หลักของการใส่ขดลวดหัวใจคือการสนับสนุนหลอดเลือดหัวใจตีบหรืออุดตัน และฟื้นฟูการไหลเวียนของเลือดให้เป็นปกติ ซึ่งจะช่วยบรรเทาอาการแน่นหน้าอกและป้องกันโรคหัวใจและหลอดเลือดร้ายแรง เช่น กล้ามเนื้อหัวใจตาย แม้ว่าขดลวดโลหะแบบดั้งเดิม เช่น ขดลวดสเตนเลส จะสามารถรองรับหลอดเลือดได้อย่างมีประสิทธิภาพ แต่ก็มีความเสี่ยงที่อาจเกิดขึ้น เช่น การตีบของหลอดเลือดและปฏิกิริยาการอักเสบ การแนะนำขดลวดหัวใจสปูลโลหะผสมนิกเกิลไทเทเนียมได้แก้ไขปัญหาเหล่านี้ได้ในระดับหนึ่ง

ขดลวดหัวใจโลหะผสมนิกเกิล-ไทเทเนียม ซึ่งใช้เอฟเฟกต์หน่วยความจำรูปร่างและความยืดหยุ่นสูง สามารถส่งเข้าสู่ร่างกายได้อย่างง่ายดายผ่านสายสวนหลังจากถูกบีบอัด เมื่อไปถึงตำแหน่งเป้าหมาย โดยผ่านอุณหภูมิของร่างกายหรือการกระตุ้นจากภายนอก ขดลวดสามารถขยายออกตามรูปร่างที่ตั้งไว้ได้อย่างรวดเร็วและติดแน่น รวมกับผนังหลอดเลือด กระบวนการนี้ไม่เพียงแต่ช่วยลดการบาดเจ็บจากการผ่าตัด แต่ยังรับประกันการสัมผัสที่ดีระหว่างขดลวดกับผนังหลอดเลือด ซึ่งช่วยลดความเสี่ยงของการเคลื่อนย้ายขดลวด

วัสดุของขดลวดหัวใจโลหะผสมนิกเกิล-ไทเทเนียมทำให้มีความเข้ากันได้ทางชีวภาพและความต้านทานการกัดกร่อนที่ดีเยี่ยม ช่วยลดความเสี่ยงของปฏิกิริยาจากสิ่งแปลกปลอมและการเกิดลิ่มเลือด นอกจากนี้ เนื่องจากคุณสมบัติยืดหยุ่นสูง ขดลวดจึงสามารถปรับให้เข้ากับการเปลี่ยนแปลงทางสรีรวิทยาในระยะยาวในหลอดเลือด เช่น การหดตัวและการขยายตัวของผนังหลอดเลือด ซึ่งช่วยลดอุบัติการณ์ของการตีบของหลอดเลือด

การใช้เอฟเฟกต์หน่วยความจำรูปร่างโดยเฉพาะในขดลวดหัวใจ
การออกแบบเฉพาะบุคคล: ขดลวดหัวใจนิทินอลสามารถปรับให้เหมาะกับแต่ละบุคคลตามลักษณะทางกายวิภาคของหลอดเลือดและลักษณะของรอยโรคของผู้ป่วย เพื่อให้มั่นใจว่าใส่ขดลวดหัวใจและผนังหลอดเลือดได้พอดี และลดความเสียหายต่อหลอดเลือดที่แข็งแรง
การตอบสนองที่ชาญฉลาด: การใช้เอฟเฟกต์หน่วยความจำรูปร่างของโลหะผสมนิกเกิล-ไททาเนียม การใส่ขดลวดสามารถปรับรูปร่างได้โดยอัตโนมัติตามการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิร่างกายและความเร็วการไหลเวียนของเลือด รักษาการสัมผัสอย่างต่อเนื่องกับผนังหลอดเลือด ป้องกันการเคลื่อนตัวของขดลวดและการตีบของหลอดเลือดได้อย่างมีประสิทธิภาพ
ความเข้ากันได้ทางชีวภาพ: ความเข้ากันได้ทางชีวภาพที่ดีเยี่ยมของโลหะผสมนิกเกิล-ไทเทเนียมช่วยลดปฏิกิริยาการอักเสบและการเกิดลิ่มเลือดหลังจากการฝังขดลวด และยังปรับปรุงคุณภาพชีวิตและการพยากรณ์โรคของผู้ป่วย
ความสามารถในการย่อยสลาย: ด้วยการวิจัยที่ลึกซึ้งยิ่งขึ้น ขดลวดหัวใจโลหะผสมนิกเกิล-ไททาเนียมบางชนิดก็มีความสามารถในการย่อยสลายในระดับหนึ่ง และสามารถค่อยๆ ลดลงได้หลังจากเสร็จสิ้นภารกิจสนับสนุน หลีกเลี่ยงปัญหาสิ่งแปลกปลอมในระยะยาว และให้การรักษาการแทรกแซงหัวใจในอนาคต ทิศทางใหม่