Механическое поведение материала из никелида титана при растяжении и оценка биомеханической совместимости

В работе исследовали особенности деформационного поведения металлотрикотажа, связанного из тонкой проволоки из сплава на основе TiNi , а также была проведена экспериментальная оценка его биологической совместимости. Полученные экспериментальные деформационные диаграммы напряжение-деформация, полностью соответствуют типовым диаграммам растяжения сверхэластичных сплавов TiNi с мартенситным переходом. Полученные нелинейные зависимости растяжения металлотрикотажа, связанноого из проволоки TiNi реологически подобны гиперупругим материалам и отличны от полученных диаграмм растяжения исходной проволоки. Обнаружено, что напряженно-связанная конструкция трикотажа ограничивает проявление эффекта сверхэластичности, свойственного проволоке. Показано, что предел прочности трикотажа значительно ниже предела прочности проволоки. Методами численного моделирования показано сложно-напряженное состояние при деформировании, что приводит к неоднородности распределения напряжений в конструкции металлотрикотажа и локализации их максимальных значений в области контакта, тем самым подтверждена гипотеза о подавлении сверхэластичности ввиду конструктивных особенностей. Анализ распределения напряжений в материале петель показал, что растяжение в интервале физиологических нагрузок не приводит к локальным разрушениям металлотрикотажа из никелида титана. Результаты экспериментального исследования при макроскопической оценке зоны имплантации демонстрировали отсутствие грыжевых дефектов в зоне эндопротезирования, а спаечный процесс зафиксирован только в 3 (15 %) случаях. Зона эндопротезирования отличалась эластичностью, легко поддавалась деформации. Пористая структура TiNi -проволоки, а также биомеханические и биохимические свойства двухслойного металлатрикотажа обеспечивают оптимальную интеграцию эндопротеза в тканях организма и способствуют формированию эластичного каркаса близкого к естественному. Двухслойный трикотаж из TiNi в замещении сложных анатомических структур показал многообещающие результаты, что открывает перспективы для дальнейших клинических исследований.