Le nitinol est un alliage à mémoire de forme unique, caractérisé par sa capacité à restaurer automatiquement sa forme d'origine après avoir subi une déformation plastique à une température spécifique. Il possède des propriétés remarquables telles qu'une excellente plasticité, résistance à l'usure, résistance à la corrosion, amortissement élevé et superélasticité.
(1) Transition de phase et caractéristiques des alliages de nickel et de titane :
Le nitinol, comme son nom l’indique, est un alliage binaire composé de nickel et de titane. Il présente deux phases de structure cristalline différentes appelées austénite et martensite, qui subissent une transformation de phase en fonction de la température et de la pression mécanique. La séquence de refroidissement de l'alliage NiTi implique la phase mère, la phase R et la phase martensite. La phase austénitique, cubique et stable à des températures plus élevées ou sous charge, contraste avec la phase rhomboédrique R, tandis que la phase martensite, hexagonale et ductile, est présente à des températures plus basses ou sous charge.
(2) Propriétés uniques des alliages nickel-titane :
Caractéristiques de mémoire de forme : le nitinol présente un comportement de mémoire de forme, dans lequel le matériau reprend sa forme originale lorsqu'il est chauffé au-dessus de la température Af après avoir été déformé dans la phase martensitique en dessous de la température Mf.
Superélasticité : Le nitinol présente une superélasticité, ce qui lui permet de résister à des déformations au-delà de sa limite élastique lorsqu'il est soumis à des forces externes. Il peut automatiquement reprendre sa forme originale lors du déchargement.
Sensibilité aux changements de température intra-oraux : Dans le domaine de l'orthodontie, les fils en acier inoxydable et en alliage CoCr sont peu affectés par les changements de température dans la bouche. Toutefois, les fils en nickel-titane sont plus sensibles à ces variations de température.
Résistance à la corrosion : les recherches suggèrent que la résistance à la corrosion des fils en nickel-titane est comparable à celle des fils en acier inoxydable.
Non-toxicité : En raison de sa composition atomique, comprenant du nickel et du titane, l’alliage à mémoire de forme Nitinol est considéré comme non toxique. Bien que le nickel soit connu pour ses effets cancérigènes, sa concentration en nitinol est nettement inférieure.
Force orthodontique douce : divers fils orthodontiques, tels que les fils en acier inoxydable austénitique, en alliage cobalt-chrome-nickel, en alliage nickel-chrome, en alliage australien, en alliage d'or et en alliage de titane, sont disponibles dans le commerce. Chaque type de fil applique différents niveaux de force pour le traitement orthodontique.
Excellentes caractéristiques d'absorption des chocs : les vibrations accrues des arcs résultant de la mastication ou du meulage nocturne peuvent avoir des effets néfastes sur les racines dentaires et les tissus parodontaux.
le nitinol
fil d'alliage de titane
fil nickel-titane de TopTiTech
(3) Classification des fils en alliage nickel-titane (méthode de classification Evans et Durning) :
Les premières classifications comprenaient le fil d'arc en or, le fil en alliage cobalt-chrome et le fil rond en acier inoxydable (années 1940).
Des alliages martensitiques stabilisés, principalement des alliages martensitiques nickel-titane, ont été développés dans les années 1960. Ces arcs possèdent une rigidité moindre et génèrent des forces de correction plus légères.
Les alliages activés par l'austénite, tels que les alliages nickel-titane chinois et japonais introduits dans les années 1980, présentent un comportement austénitique quel que soit leur placement à l'intérieur ou à l'extérieur de la cavité buccale.
Les alliages nickel-titane activés par la martensite sont apparus dans les années 1990. Ces alliages présentent plusieurs états à température ambiante, se déforment facilement et ont une plage de températures de transformation (TTR) inférieure ou proche de la température buccale.
Les alliages thermodynamiques nickel-titane gradués, avec un TTR supérieur à la température buccale (environ 40 degrés), restent dans plusieurs états lorsqu'ils sont placés dans la cavité buccale, ce qui donne un arc relativement souple.
(4) Applications cliniques des fils en alliage nickel-titane :
Alignement et nivellement initiaux : les arcs en alliage nickel-titane, avec leurs propriétés superélastiques et à mémoire de forme, sont couramment utilisés dans les étapes initiales du traitement orthodontique en raison de leur courbe contrainte-déformation plus faible.
Ressorts en nickel-titane : utilisés en orthodontie, ces ressorts utilisent la superélasticité du nickel-titane pour créer une tension ou une compression, facilitant ainsi le mouvement des dents et l'ouverture de l'espace.
Arc LH : Développé par le Dr Soma au Japon, l'arc "LH", nommé d'après "Low Hysteresis", présente des différences de contrainte minimes entre l'activation et le mouvement de la dent, lui permettant de revenir lentement à sa position d'origine.
