Aplicação e promoção da liga de memória de níquel-titânio na indústria médica

　　A liga de níquel-titânio é uma liga com memória de forma, que é uma liga especial capaz de recuperar automaticamente sua deformação plástica a uma temperatura específica para sua forma original. Sua taxa de alongamento é superior a 20%, a vida útil à fadiga atinge 1*10^7 ciclos, suas características de amortecimento são 10 vezes maiores que as de molas comuns, e sua resistência à corrosão é superior ao melhor aço inoxidável médico disponível atualmente, podendo assim atender às necessidades de diversas aplicações em engenharia e medicina, sendo um material funcional excelente.

　　Além da função única de memória de forma, as ligas com memória também possuem características excelentes como resistência ao desgaste, resistência à corrosão, alto amortecimento e superelasticidade.

　　Propriedades especiais da liga de níquel-titânio

　　1. Propriedade de memória de forma (shape memory): A memória de forma ocorre quando a fase matriz de uma certa forma, ao ser resfriada de uma temperatura acima de Af para abaixo de Mf, forma martensita. A martensita é deformada abaixo de Mf e, ao ser aquecida até abaixo de Af, com a transformação reversa de fase, o material recupera automaticamente a forma que tinha na fase matriz. Na prática, o efeito de memória de forma é um processo de transformação de fase induzido termicamente na liga de níquel-titânio.

　　2. Superelasticidade (superelastic): A superelasticidade refere-se ao fenômeno em que a amostra, sob ação de força externa, sofre uma deformação muito maior que o limite elástico inicial e, ao ser descarregada, a deformação é automaticamente recuperada. Ou seja, no estado da fase matriz, devido à tensão aplicada, ocorre a transformação martensítica induzida por tensão, fazendo com que a liga apresente um comportamento mecânico diferente dos materiais comuns, com limite elástico muito maior e que não obedece à lei de Hooke. Comparada à memória de forma, a superelasticidade não envolve calor. Em resumo, a superelasticidade significa que, dentro de certo intervalo de deformação, a tensão não aumenta com o aumento da deformação. Pode ser dividida em superelasticidade linear e não linear. Na superelasticidade linear, a curva tensão-deformação é quase linear. A superelasticidade não linear ocorre em uma faixa de temperatura acima de Af, durante carregamento e descarregamento, devido à transformação martensítica induzida por tensão e sua reversão, sendo também chamada de pseudoelasticidade de transformação de fase. A pseudoelasticidade da liga de níquel-titânio pode atingir cerca de 8%. A superelasticidade da liga pode variar conforme as condições de tratamento térmico; quando o arco é aquecido acima de 400°C, a superelasticidade começa a diminuir.

　　3. Sensibilidade à variação de temperatura na cavidade oral: A força de correção dos fios ortodônticos de aço inoxidável e ligas CoCr não é afetada pela temperatura oral. Já a força dos fios ortodônticos de liga de níquel-titânio superelástica varia com a temperatura da boca. Com deformação constante, o aumento da temperatura eleva a força de correção. Por um lado, isso pode acelerar o movimento dos dentes, pois a variação de temperatura estimula o fluxo sanguíneo nas áreas de estagnação capilar causadas pelo aparelho, nutrindo adequadamente as células reparadoras durante o movimento dentário, mantendo sua vitalidade e função normal. Por outro lado, o ortodontista não pode controlar ou medir com precisão a força de correção no ambiente oral.

　　4. Resistência à corrosão: Estudos mostram que a resistência à corrosão dos fios de níquel-titânio é semelhante à dos fios de aço inoxidável.

　　5. Antitoxicidade: A composição química especial da liga de memória de forma níquel-titânio, que é uma liga atômica de níquel e titânio contendo cerca de 50% de níquel, sendo conhecido que o níquel tem efeitos cancerígenos e promotores de câncer. Em geral, a camada superficial de óxido de titânio atua como uma barreira, conferindo boa biocompatibilidade à liga Ni-Ti. As camadas superficiais de TiXOy e TixNiOy inibem a liberação de níquel.

　　6. Força de correção suave: Atualmente, os fios metálicos ortodônticos comerciais incluem fios de aço inoxidável austenítico, fios de liga de cobalto-cromo-níquel, fios de liga níquel-cromo, fios de liga australiana, fios de ouro e fios de liga de titânio. Sobre as curvas carga-deslocamento em testes de tração e flexão em três pontos desses fios ortodônticos, a curva de descarga da liga de níquel-titânio apresenta a plataforma mais baixa e mais plana, indicando que ela fornece a força de correção mais duradoura e suave.

　　7. Boas características de amortecimento: Quanto maior a vibração causada pela mastigação e bruxismo no arco, maior o dano às raízes dentárias e tecidos periodontais. Estudos de experimentos de atenuação com diferentes arcos mostram que a amplitude de vibração do aço inoxidável é maior que a do níquel-titânio superelástico. A amplitude inicial de vibração do arco de níquel-titânio superelástico é apenas metade da do aço inoxidável. Boas características de vibração e amortecimento do arco são importantes para a saúde dos dentes, enquanto arcos tradicionais como o aço inoxidável tendem a agravar a reabsorção radicular.

　　Aplicações clínicas dos fios de liga de níquel-titânio:

　　1. Usados para alinhamento e nivelamento precoce da arcada dentária do paciente: Devido à superelasticidade e memória de forma dos arcos de liga de níquel-titânio, bem como à curva tensão-deformação relativamente baixa, atualmente os arcos de níquel-titânio são rotineiramente usados como os primeiros arcos no sistema de correção, reduzindo significativamente o desconforto do paciente. Como existem várias técnicas diferentes de tratamento com fios retos, a técnica MBT recomenda o uso de arcos de níquel-titânio ativados termicamente de 0,016 polegadas (fios HANT), a técnica de braquetes autoligáveis DEMON recomenda o uso de arcos de níquel-titânio ativados termicamente contendo cobre produzidos pela Omcro (temperatura de transformação em torno de 40°C), e a técnica O-PAK recomenda o uso de arcos de níquel-titânio superelásticos de 0,016 polegadas para alinhamento precoce.

　　2. Molas de níquel-titânio: As molas de compressão e tração de níquel-titânio são usadas na ortodontia, possuindo a superelasticidade especial do níquel-titânio, adequadas para abrir espaços entre os dentes e puxar os dentes em diferentes direções. Uma mola helicoidal de níquel-titânio esticada 1 mm pode gerar cerca de 50 g de força. Essas molas helicoidais possuem alta elasticidade, gerando uma força contínua suave e estável sob tensão. A perda de força é pequena, produzindo uma força ortodôntica ideal para o movimento dentário clínico, atendendo às exigências fisiológicas. As molas de tração de níquel-titânio têm alta elasticidade e taxa de deformação permanente muito baixa; comparadas a fios de aço inoxidável de mesmo diâmetro, liberam uma força de correção 3,5 a 4 vezes maior. Portanto, na aplicação ortodôntica, o paciente sente menos dor, a força é suave e duradoura, o tempo entre consultas é reduzido, o tratamento é encurtado e a eficácia aumentada, sendo um dispositivo mecânico novo e excelente para tratamento ortodôntico.

　　3. O fio de arco L-H foi desenvolvido por pesquisadores japoneses como o Dr. Soma e produzido pela empresa Tomy. "LH" significa "Low Hysteresis" (Baixa Histerese), ou seja, quando este fio é amarrado ao braquete, a diferença entre a tensão gerada ao ativar o fio e a tensão gerada quando o fio retorna lentamente à sua forma original ao mover os dentes é muito pequena. Ou seja, a histerese é muito baixa. Soma e outros compararam as curvas de tensão-deformação do fio LH com outros fios de liga de níquel-titânio, e o fio L-H apresentou a menor faixa de histerese. Essa característica confere ao fio a vantagem de baixa carga e força leve contínua. Além disso, a inclinação inicial da curva é baixa, indicando que o fio tem baixa rigidez. As curvas de histerese de outros tipos de fios de liga de níquel-titânio indicam maior rigidez, evidenciando a vantagem mecânica clara do fio L-H. Como o teor de titânio na composição do níquel-titânio do fio LH é maior do que em fios comuns de níquel-titânio, ele é chamado de fio de titânio-níquel, e estudos demonstram que possui forte efeito de absorção de choque. Outra característica do fio de níquel-titânio LH é que pode ser dobrado e moldado com aquecimento usando instrumentos de tratamento térmico. Portanto, o fio de níquel-titânio LH pode ser usado desde o alinhamento e nivelamento, abertura da mordida, fechamento do espaço, até a fase final de tratamento, com um fio superior e um inferior para completar o tratamento. Basta retirar o fio em cada fase, dobrá-lo na forma desejada e usar o instrumento de tratamento térmico para fixar a forma e aumentar a dureza. Atualmente, o fio L-H é usado clinicamente para expansão do arco, correção de mordida aberta, assimetria e mordida cruzada, apresentando bons resultados devido à força contínua, estável e suave. Frequentemente, é usado em conjunto com ganchos J para compensar a suavidade do fio. Embora a técnica MEAW também tenha resultados ideais para corrigir essas más oclusões, a complexidade da dobra dos fios faz com que muitos profissionais hesitem em usá-la. Por isso, alguns optam por usar fios de níquel-titânio em formato de balanço semelhantes ao sistema mecânico, combinados com tração vertical dos dentes anteriores. Embora isso produza efeitos semelhantes, a movimentação individual dos dentes não é tão precisa quanto na técnica MEAW, pois o fio em balanço é contínuo e não pode ser dobrado. Assim, o ângulo de colagem do braquete e a curvatura do fio determinam o ângulo de cada dente, diferente da técnica MEAW, que permite ajustes individuais para cada dente. Usar o fio de níquel-titânio LH dobrado em formato de balanço, e depois moldá-lo intraoralmente com um formador de fios para inclinação posterior ou anterior, produz resultados bastante satisfatórios.