形状记忆合金在辅助器具和康复设备中的应用

作     者：谭鑫 张洪跃 赵玉婵 秦春 许硕贵 Tan Xin;Zhang Hongyue;Zhao Yuchan;Qin Chun;Xu Shuogui

作者机构：上海体育大学运动健康学院 海军军医大学第一附属医院创伤骨科 上海理工大学健康科学与工程学院 海军军医大学研究生院 

出 版 物：《中国组织工程研究》 (Chinese Journal of Tissue Engineering Research)

年 卷 期：2025年第29卷第10期

页      面：2113-2123页

学科分类：1002[医学-临床医学] 1010[医学-医学技术（可授医学、理学学位）] 100215[医学-康复医学与理疗学] 10[医学] 

基　　金：国家科技部重点研发计划(2023YFC3107200) 项目负责人:许硕贵~~ 

主　　题：形状记忆合金 矫形器 康复设备 假肢 形状记忆效应 驱动元件 超弹性 假体 康复训练 

摘      要：背景：随着科技的不断进步，新技术和新方法的引入将为形状记忆合金在辅助和康复领域的应用带来更多的可能性和新的突破。目的：通过综述形状记忆合金在辅助器具和康复设备中的应用现状，讨论它们的主要方法、技术和结果，归纳总结并提出建议，希望形状记忆合金能够不断优化，为辅助和康复设备的发展带来更多新的变革。方法：通过计算机检索万方、Pub Med和Web of Science数据库，以“形状记忆合金，应用进展，正畸，矫形，假肢，康复，特性，植入，力学性能，镍钛记忆合金，驱动为中文检索词，以“Shape memory alloys,Application,Orthodontics,Orthopedic,Prosthetics,Rehabilitation,Properties,Implant,Drive,Progress,Prostheses为英文检索词，最终纳入91篇文献进行综述。结果与结论：(1)形状记忆合金具有耐腐蚀性、耐磨性、生物相容性、抗疲劳性和抗扭结性等特性，相比其他传统材料(不锈钢、钛合金、钴铬合金等)具有更低的弹性模量且无生物毒性，适合作为假体长期植入体内。由于其具有形状记忆效应和优异的力学性能，遂主要作为驱动元件或作为连接设备和人体的桥梁应用于假肢、矫形器和康复设备中。(2)使用形状记忆合金驱动元件能够减轻设备质量、消除噪声、容易操作、便于携带和更好地辅助关节运动等，比起使用气动、液压和电气驱动方法的设备优势明显。(3)另外形状记忆合金在变形时能够产生恒久、稳定的应力，相比不锈钢、钛合金和铝合金矫形器具有更高的材料回收率且不用频繁更换调整，所以在矫治畸形方面更具实用价值。(4)目前形状记忆合金在矫形器中应用最多，在镫骨假体中的临床应用效果最好。而由于技术及成本等的限制，形状记忆合金在假肢和康复设备中的应用较少，且缺乏对应用效果的大样本研究。(5)虽然形状记忆合金在辅助和康复领域得到了一定的发展，但仍存在许多问题：对形状记忆合金进行精准控制很难；形状记忆合金的冷却速度慢；无法对其变形速度进行控制；缺乏对不同性状形状记忆合金的对比研究和专家共识；形状记忆合金成本高，价格贵。(6)未来应注意开发新型形状记忆合金，增加对比性研究，采用新技术、新方法(如4D打印等)解决目前存在的问题，从而研发出高性能的辅助器具和康复设备。