Magnetic shape memory effect and corrosion protection of NiMnGa in an intramedullary device for distraction osteogenesis

dc.contributorAalto-yliopistofi
dc.contributorAalto Universityen
dc.contributor.advisorVuorinen, Vesa
dc.contributor.authorNiskanen, Severi
dc.contributor.departmentElektroniikan laitosfi
dc.contributor.schoolSähkötekniikan korkeakoulufi
dc.contributor.schoolSchool of Electrical Engineeringen
dc.contributor.supervisorPaulasto-Kröckel, Mervi
dc.date.accessioned2020-12-23T17:21:01Z
dc.date.available2020-12-23T17:21:01Z
dc.date.issued2011
dc.description.abstractVenytysluudutuksessa käytettäviin kehon ulkopuolisiin laitteisiin liittyviä komplikaatioita on pyritty vähentämään implantoitavilla laitteilla. Esteenä implantoitavien laitteiden yleistymiselle ovat haasteet voimantuottomekanismin toteuttamisessa. Ratkaisuksi on kirjallisuudessa esitetty älymateriaaleja. Tässä työssä on esitelty magneettikentällä aktivoitava muistimetalli NiMnGa, magnetostriktiivinen Terfenol-D ja lämpömuistimetalli Nitinol toimintaperiaatteiltaan ja korroosio-ominaisuuksiltaan. Korroosio on metallisten implanttien suurin bioyhteensopivuusongelmien aiheuttaja. NiMnGa:n ja Terfenol-D:n korroosiota käsittelevät harvat tutkimukset viittaavat naiden maametallirikkaiden materiaalien olevan hyvin alttiita korroosiolle. Suurimpina uhkina ovat NiMnGa:n korroosiotuotteiden myrkyllisyys ja Terfenol-D:n mekaaninen haurastuminen. Materiaalien eristämistä ei todennäköisesti voida toteuttaa perinteisin keinoin venytysluudutuslaitteen rakenteen takia, mutta eristämisen todellinen tarve selviää vasta materiaalien korroosio-ominaisuuksien kattavan tutkimisen jälkeen. Työn kokeellisessa osiossa arvioitiin Paryleeni -pinnoitteen soveltuvuutta NiMnGa:n korroosiosuojaamiseen fysiologisessa ympäristössä. NiMnGa -näytteet toimivat mittauksien perusteella epävakaasti, eivätkä ne tuottaneet tarpeeksi voimaa venytysluudutuslaitteiden tarpeisiin. NiMnGa:n ja sen soveltamistavan jatkokehitys saattavat mahdollistaa materiaalin käytön tulevaisuudessa. 25 µm paksuinen Paryleeni C -pinnoite haittasi ratkaisevasti NiMnGa:n venymistä ja voimantuottoa. Pinnoite ei kestänyt 1 %:n suuruista toistuvaa pituussuuntaista venytystä, joten sen käyttö rajoittaa NiMnGa:n hyödyntiimistä. Rikkoutumaton Paryleeni C -pinnoite toimi erinomaisena korroosiosuojana ja vaurioitunutkin pinnoite laski korroosionopeutta huomattavasti lyhytkestoisessa mittauksessa. ASTM F 2129 -08 standardin mukaisen syklisen polarisaatiomittauksen perusteella NiMnGa:a ei voida käyttää implanttisovellutuksissa ilman asianmukaista suojausta.fi
dc.format.extentviii + 87 + [1]
dc.identifier.urihttps://aaltodoc.aalto.fi/handle/123456789/99219
dc.identifier.urnURN:NBN:fi:aalto-2020122358046
dc.language.isofien
dc.programme.majorElektroniikan valmistustekniikkafi
dc.programme.mcodeS-113fi
dc.rights.accesslevelclosedAccess
dc.subject.keywordParyleneen
dc.subject.keywordNiMnGafi
dc.subject.keywordcorrosion protectionen
dc.subject.keywordMSMfi
dc.subject.keywordsmart materialen
dc.subject.keywordTerfenol-Dfi
dc.subject.keywordimplanten
dc.subject.keywordParyleenifi
dc.subject.keyworddistraction osteogenesisen
dc.subject.keywordkorroosiofi
dc.subject.keywordkorroosionsuojausfi
dc.subject.keywordälymateriaalifi
dc.subject.keywordimplanttifi
dc.subject.keywordvenytysluudutusfi
dc.titleMagnetic shape memory effect and corrosion protection of NiMnGa in an intramedullary device for distraction osteogenesisen
dc.titleNiMnGa:n toiminta ja korroosiosuojaus implantoitavassa venytysluudutuslaitteessafi
dc.type.okmG2 Pro gradu, diplomityö
dc.type.ontasotMaster's thesisen
dc.type.ontasotPro gradu -tutkielmafi
dc.type.publicationmasterThesis
local.aalto.digiauthask
local.aalto.digifolderAalto_91477
local.aalto.idinssi41616
local.aalto.openaccessno

Files