Article original

L’effet mémoire de forme est-il une réalité clinique pour le 35° Copper Ni-Ti^® ? Étude par calorimétrie différentielle à balayage

Is the shape memory effect a reality for 35° Copper Ni-Ti^®? Study by means of differential scanning calorimetry

¹ Département d’Orthopédie Dento-Faciale, Faculté d’Odontologie de Nancy, Université de Lorraine, 96 avenue du Maréchal de Lattre de Tassigny, 54000 Nancy, France
² Equipe 206, Institut Jean Lamour, UMR 7198, Faculté des Sciences et Technologies de Nancy, Université de Lorraine, boulevard des Aiguillettes, BP 70239, 54506 Vandoeuvre-les-Nancy Cedex, France
³ Département d’Orthopédie Dento-Faciale, Faculté de Chirurgie Dentaire, Université de Strasbourg, 1 place de l’Hôpital, 67000 Strasbourg, France

^∗ Auteur pour correspondance : dkanter3103@hotmail.com

Reçu : 23 Avril 2013
Accepté : 27 Mai 2013

Résumé

Introduction : Les alliages à base de nickel-titane-cuivre sont censés exprimer un effet mémoire de forme : refroidis en phase basse température puis soumis à une déformation apparemment plastique, ils devraient retrouver leur forme initiale par simple réchauffage en phase haute température. Les alliages à base de nickel-titane peuvent présenter différentes phases cristallographiques : martensite, austénite et une phase intermédiaire inconstante, la phase R. L’effet mémoire de forme est généralement associé à la transformation de martensite en austénite mais il peut aussi accompagner la transformation de phase R en austénite. Les températures buccales n’étant pas compatibles avec un alliage totalement martensitique, la présente étude vise, pour le 35° Copper Ni-Ti^®, à rechercher la présence de phase R aux températures buccales et donc la possibilité d’exploiter l’effet mémoire de forme de la phase R en clinique. Matériels et méthodes : Trente fils 35° Copper Ni-Ti^® provenant de deux lots distincts ont été consécutivement examinés par calorimétrie différentielle à balayage en cycles partiels, limités aux températures rencontrées dans la cavité buccale (de 0 °C à 50 °C). La présence d’une phase cristallographique intermédiaire a été recherchée sur les thermogrammes. Les températures de transformation ont été déterminées et les deux lots ont été comparés par le test U de Mann et Whitney. Résultats : Au chauffage, tous les fils sont passés directement de martensite en austénite. Af (moyenne  = 33,5 °C, écart-type  = 0,8 °C) était généralement inférieure à la température indiquée par le fabricant et une différence statistiquement significative (p ≤ 0,01) a été observée entre les deux lots. Conclusions : La présence de phase R n’a pas été détectée et les températures de transformation n’étaient pas constantes. Cette étude met en question la réalité clinique d’un effet mémoire de forme pour les fils 35° Copper Ni-Ti^®.

Abstract

Introduction: Copper-nickel-titanium alloys are supposed to deliver a shape memory effect: when they are brought to a low temperature phase and subjected to a plastic deformation, they should recover their initial shape by simple heating. Nickel-titanium alloys can display different crystallographic phases: martensite, austenite and an inconstant intermediate R-phase. The shape memory effect is generally associated with the transition from martensite to austenite but it could also accompany the transition from R-phase to austenite. Since oral temperatures are not compatible with a fully martensitic alloy, this study aims, for 35° Copper Ni-Ti^®, to assess the R-phase presence at oral temperatures and to verify the possibility of using the R-phase shape memory effect under clinical conditions. Materials and methods: Thirty consecutive 35° Copper Ni-Ti^® archwires from two different batches were examined by differential scanning calorimetry with partial cycles limited to temperatures encountered within the oral cavity (from 0 °C to 50 °C). The presence of an intermediate crystallographic phase was assessed on the thermograms. The transformation temperatures were determined and the two batches were compared using the Mann-Whitney U Test. Results: Upon heating, all wires transformed directly from martensite to austenite. Af (mean  = 33.5 °C, SD  = 0.8 °C) was generally below the temperature stated by the manufacturer and a statistically significant difference (p ≤ 0.01) was found between the two batches. Conclusions: No R-phase was detected and transformation temperatures were not constant. This study questions the supposed shape memory effect displayed by 35° Copper Ni-Ti^® wires under clinical conditions.