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Annales de Chimie - Science des Matériaux

0151-9107
 

 ARTICLE VOL 29/6 - 2004  - pp.33-41  - doi:10.3166/acsm.29.6.33-41
TITRE
Actionneurs en alliages à mémoire de forme pour applications médicales.

TITLE
SMA actuators in medical applications

RÉSUMÉ

Alors que les applications des alliages à mémoire de forme (SMA) dans le domaine industriel ont atteint un point de saturation, leur utilisation dans le domaine médical a subi une croissance rapide dans la dernière décennie. Les propriétés exceptionnelles des SMA, particulièrement ceux du système TiNi, pour ce qui concerne la déformation récupérable, le rapport force sur masse, la résistance à la corrosion et la biocompatibilité ont amené les chercheurs à développer divers actionneurs comme les fils orthodontiques, les prothèses endovasculaires, les filtres pour veine cave. L'’utilisation des SMA comme actionneurs a des avantages évidents dans le domaine médical. Cependant, le mécanisme des actionneurs, c’est-à-dire l’'effet de mémoire de forme est un comportement thermomécanique dynamique accompagné par un changement de phase, ce qui complique beaucoup le processus de conception. En dépit de cette difficulté, les défis ont été surmontés dans la conception de quelques actinneurs à SMA uniques pour des objectifs diagnostiques et thérapeutiques avancés, conduisant au développement de cathéters actifs et de muscles artificiels. Dans cet article, nous commençons par passer en revue plusieurs questions de conception des actionneurs à SMA, comme la sélection des matériaux et les principes de l'’actionnement, puis nous introduisons plusieurs actionneurs à SMA typiques, en particulier deux défis relativement nouveaux : des cathéters actifs et des sphincters atificiels.



ABSTRACT

While the range of applications of shape memory alloys (SMAs) in industrial fields has reached a point of saturation, their use in medical fields has experienced a rapid growth in the last decade. The fantastic properties of SMAs, especially the TiNi material system, in respect to recoverable strain, force to weight ratio, corrosion resistance and biocompatibility, have motivated researchers to develop diverse actuators such as orthodontic wires, stents, vena cava filters. The use of SMAs for actuators can obviously be of advantage in the medical field. However the mechanism of SMA actuators, i.e. the shape memory effect, is a phase transformation-accompanied dynamical thermomechanical behaviour, which makes the design process much more complicated. In spite of this difficulty, challenges have been met in designing some unique SMA actuators for advanced diagnosis and therapeutic purposes, leading to the developments of active catheters and artificial muscles. In this paper, starting by a review of several design issues of SMA actuators like material selection and actuation principles, several typical SMA actuators, including two relatively new challenges: active catheters and artificial sphincters, will be introduced.



AUTEUR(S)
Yun LUO, Michelle SALVIA

Reçu le 5 octobre 2004.   

LANGUE DE L'ARTICLE
Anglais

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