醫(yī)用釹鐵硼磁環(huán)的發(fā)展及應(yīng)用現(xiàn)狀

時(shí)間：2013-12-26作者：廣東省江門市冠淇磁業(yè)有限公司瀏覽：20

 

  隨著生物磁學(xué)的發(fā)展，**磁鐵應(yīng)用于醫(yī)學(xué)，其優(yōu)越性已被眾多學(xué)者的實(shí)驗(yàn)和臨床*證明。釹鐵硼永磁是*三代稀土永磁， 其磁能積和矯頑力是目前永磁材料中較高的，且磁鐵產(chǎn)生的力具有持續(xù)性。

永磁材料應(yīng)用于口腔醫(yī)學(xué)領(lǐng)域已有四十多年的歷史， 較早是利用永磁體增加修復(fù)體的固位力。20世紀(jì)70 年代后期，有學(xué)者(Kawata，1977)將磁力引入正畸學(xué)領(lǐng)域，利用磁體間同較相斥、異較相吸的原理，將磁體制成托槽，利用磁力再輔以傳統(tǒng)正畸力達(dá)到**移動(dòng)牙齒，矯治錯(cuò)、畸形的目的。自磁力**用于正畸，經(jīng)過二十幾年的研究，永磁體在正畸學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用已經(jīng)有了很大發(fā)展， 應(yīng)用的方法已經(jīng)多種多樣， 應(yīng)用的范圍已經(jīng)很廣泛。但磁力在固定正畸中有明顯的局限性： 大多數(shù)的磁體由于力量有限不適合固定正畸，磁力正畸多應(yīng)用于活動(dòng)矯治裝置；磁力會(huì)隨著磁體間的距離加大而減小， 不足以移動(dòng)較大距離的牙齒， 因此學(xué)者們近年的研究主要集中在磁場的組織學(xué)反應(yīng)、生物學(xué)效應(yīng)及磁力功能矯治器設(shè)計(jì)等方面的研究。

1 醫(yī)用釹鐵硼磁體的發(fā)展

在稀土永磁材料被應(yīng)用之前, 口腔常用的磁性材料主要有鐵氧體(Ferrite)、鋁鎳鈷(AlNiCo) 永磁體，他們磁力不大，需要加大體積才能增加磁力，因而使用于口腔受限。鉑鈷(Pt-Co)永磁體**性和抗腐蝕性強(qiáng)，磁性也好，但**昂貴，還不完善，只限于實(shí)驗(yàn)應(yīng)用。20 世紀(jì)60 年代末**代稀土永磁材料研制成功。1979 年Tsutsui 對(duì)**代稀土鈷永磁體作為牙科應(yīng)用材料， 進(jìn)行了物理性能， 抗腐蝕性及毒理學(xué)研究， 認(rèn)為該材料較以往的幾種有明顯的優(yōu)點(diǎn)。*二代稀土永磁體為20 世紀(jì)70 年代出現(xiàn)的釤鈷2∶17 型(SmCo2∶7)永磁體。*三代是日本**研制成功的磁性較強(qiáng)的釹鐵硼永磁體。該材料的物理性能好，磁力大、體積小、受口腔物理化學(xué)及熱影響小，是目前為止磁能積和矯頑力較高的永磁材料。

近期有研究選用與托槽大小相近的N48 新型釹鐵硼永磁體(大小為2mm× 3mm× 4mm)，對(duì)該磁體的磁性能和力學(xué)特點(diǎn)進(jìn)行了測試：N48 釹鐵硼的剩余磁通密度為13.73kGs， 矯頑力為13.00kOe，較大磁能積為46.13MGsOeO，其性能明顯的**以往的磁體(鉑鈷、釤鈷、鎳鈷等)，尤其是較大磁能積。磁體表面磁場強(qiáng)度為3.38T(3380Gs)，周圍磁場強(qiáng)度距離7mm 時(shí)降為0.01T，距離20mm 時(shí)降為零，這說明2mm×3mm×4mm 大小的N48 釹鐵硼磁體產(chǎn)生的磁場較強(qiáng)，作用范圍大。在磁體周圍7mm 內(nèi)，磁場可以對(duì)牙周組織的改建產(chǎn)生影響。2mm×3mm× 4mm 大小的N48 釹鐵硼磁力的有效作用范圍達(dá)到5mm， 遠(yuǎn)遠(yuǎn)的大于以往學(xué)者*使用體積較大的磁體0.7～3.0mm 的有效作用范圍。而且在0～5mm 內(nèi)，排斥力為288～36 g，吸引力為456～40 g，這一力值完**滿足臨床移動(dòng)牙齒的需要，并且是所有學(xué)者使用的磁體中體積較小而磁力是較大的。以上的有關(guān)研究結(jié)果說明，N48 釹鐵硼永磁體的優(yōu)良性能*可滿足臨床固定正畸的需要， 制作成磁性托槽可*或基本取代機(jī)械矯治力， 達(dá)到促進(jìn)牙齒移動(dòng)，降低矯治成本的目的。

2 醫(yī)用磁環(huán)的制備

通常醫(yī)用磁環(huán)制備方法主要有兩種： **種是采用磁鐵拼塊粘接成整體環(huán)， 這種方法將圓環(huán)分成幾部分，對(duì)每一部分分別導(dǎo)入取向磁場進(jìn)行取向。這種方法所產(chǎn)生的磁環(huán)取向度不均勻， 嚴(yán)重影響磁環(huán)的整體磁性能而且由于不同取向度部位在燒結(jié)過程中的收縮率不同而會(huì)導(dǎo)致磁環(huán)開裂。*二種是采用各向同性的磁粉粘接成磁環(huán)， 這種磁環(huán)因?yàn)榇朋w密度低，所以磁性能也很低，磁能積在6～8MGOe，這樣就使磁環(huán)在使用時(shí)受到限制。并且由于醫(yī)用磁環(huán)使用環(huán)境的特殊性， 使得其易腐蝕性又限制了它的運(yùn)用。特別在制備內(nèi)徑較小的磁環(huán)時(shí)，磁粉取向不*， 嚴(yán)重制約了磁性材料在生物醫(yī)用方面的發(fā)展。

目前， 較新制備醫(yī)用磁環(huán)所采用的技術(shù)是輻射取向技術(shù)， 使用該技術(shù)制作磁環(huán)不僅可使磁粉得到均勻取向而且在制作內(nèi)徑較小磁環(huán)時(shí)也能獲得較大的取向場， 使磁環(huán)的磁性能和一致性得到較大提高。因?yàn)樵摯怒h(huán)有此優(yōu)越性，所以得到廣泛研究和使用，是現(xiàn)在制備醫(yī)用磁環(huán)的主要技術(shù)之一。

3 醫(yī)用釹鐵硼磁體的表面改性

口腔是復(fù)雜的生化環(huán)境， 磁體在口腔中會(huì)受到較強(qiáng)的腐蝕，輕者引起磁性下降，重者游離出的金屬離子將導(dǎo)致局部粘膜色素沉著、口腔粘膜纖維細(xì)胞增殖速度顯著降低。磁體的腐蝕不但與磁體本身元素特性有關(guān)， 也與口腔內(nèi)環(huán)境如唾液、細(xì)菌有關(guān)。Wilson 等發(fā)現(xiàn)溶血性鏈球菌作用21d后，釹鐵硼磁塊質(zhì)量減少3.2%。腐蝕與合金的生物相容性密切相關(guān)，合金的全身或局部毒性、致敏及致癌作用均由腐蝕時(shí)釋放出的元素引起， 牙科合金在口腔內(nèi)可能導(dǎo)致的毒性生物學(xué)反應(yīng)幾乎都以合金的腐蝕為前提。因此，磁體**與唾液*隔離，提高磁體的耐腐蝕性是其在口腔中長期安全應(yīng)用的重要**。Hai等提出在不銹鋼表面鍍氮化鈦，可顯著提高磁性不銹鋼的耐腐蝕性。解保生等在釹鐵硼表面鍍氮化鈦，經(jīng)研究認(rèn)為防腐蝕效果好。氮化鈦屬非金屬氧化陶瓷，金黃色，耐酸耐堿，具有優(yōu)良的導(dǎo)電性和**導(dǎo)性。鍍氮化鈦膜可增強(qiáng)金屬合金的**損性能，鍍氮化鈦膜可以增強(qiáng)金屬合金抗腐蝕性能、減慢金屬離子釋放， 降低金屬材料對(duì)周圍介質(zhì)的毒性，鍍氮化鈦膜不改變磁合金的整體物理結(jié)構(gòu)， 不會(huì)影響磁力。

由于氮化鈦膜優(yōu)良的理化性能、抗腐蝕性能，所以釹鐵硼磁環(huán)外表面鍍氮化鈦膜。采用脈沖直流PCVD 技術(shù)施鍍， 能成功解決醫(yī)用釹鐵硼磁環(huán)的易腐蝕問題，使得磁環(huán)具有良好的細(xì)胞相容性。從能夠滿足磁環(huán)在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的性能要求， 使其在生物醫(yī)用領(lǐng)域的運(yùn)用有了較廣闊的前景。

 

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