鎳鈦合金是形狀記憶金屬中最重要且最為廣泛使用的合金，因其具有獨特的記憶恢復特性、超彈性、抗疲勞及生物相容性，因此目前已應用于航太、民生、醫(yī)療等產(chǎn)業(yè)。鎳鈦合金是由鎳及鈦以約50%之比例組合而成，按照合金比例、成形工藝及熱機處理控制，可依據(jù)不同應用來調整合金的相轉變溫度及機械特性。

　　為因應全球微創(chuàng)手術之趨勢及補足國內(nèi)高端醫(yī)療產(chǎn)業(yè)的金屬材料缺口，本技術研發(fā)醫(yī)療級鎳鈦合金的工藝技術，包含合金設計、熔配、熱間成形、冷間抽線、熱機處理、表面改質及最終產(chǎn)品檢測驗證等技術，初步建立從合金原材料到關鍵工藝技術以及最終商品化的機制。

　　一、技術簡介

　　形狀記憶合金（Shape Memory Alloy）的特性為在低溫狀態(tài)下將其變形，當升溫至臨界溫度以上時，可恢復到變形前形狀之材料，如圖1。此類合金除記憶特性外，同時具有超彈性及抗震性，因此已逐步應用于航空、民生、能源及醫(yī)工等領域。

　　圖1. 鎳鈦合金記憶恢復示意圖

　　形狀記憶合金包括有鎳-鈦基、銅基及鐵基等，因鎳-鈦基除具有較佳及穩(wěn)定的特性，更有較佳的耐疲勞性、生物相容性，因此為目前最重要且最為廣泛使用的合金。

　　鎳鈦合金（Nitinol）制作流程如圖2，為以真空熔煉技術將鎳與鈦以近50%重量比進行熔配，接續(xù)以抽線/抽管工藝制造不同尺寸之鎳鈦管/線/型材，再以熱機處理技術調整材料機械特性及記憶溫度區(qū)間。如再實施記憶處理程序，則可在特定溫度以上恢復成記憶的形狀。

　　圖2. 鎳鈦合金生產(chǎn)流程示意圖

　　二、全球發(fā)展現(xiàn)況

　　因鎳鈦合金具有獨特的超彈性以及形狀記憶特性，已被廣泛應用于航太、電子及一般民生用品，另因其為FDA認可之生醫(yī)材料，近年來在醫(yī)療相關產(chǎn)業(yè)之應用快速增加，尤其在齒科、骨科以及微創(chuàng)相關手術器械之應用。

　　鎳鈦合金為高附加價值之合金材料，由鎳與鈦原料熔配成合金型態(tài)時，價值可提高約13倍，當應用于醫(yī)療器材領域時，價值可再提高4~90倍以上。

　　2011年全球記憶合金產(chǎn)值將近138億美元，產(chǎn)量為1,383公噸；而以鎳鈦合金應用案例-支架產(chǎn)品為例，2005年全球銷售額已達18億美元，2010年更達45億美元，目前合金熔配、成形、熱機處理等關鍵工藝技術均被國外公司掌握。

　　全球鎳鈦材料生產(chǎn)廠商以美國ITI、NDC、Memry最具代表，日本為大同特殊鋼公司。美國公司能供應直徑0.5mm以上之線/管材及制品，NDC及Memry并整合二次加工技術，包含激光加工、表面拋光等，提供定制化零部件服務；ITI為鎳鈦合金技術的領導者，具備精確調整記憶溫度、彈性變形區(qū)間、恢復力量及抗疲勞之熱機處理控制技術。

　　三、國內(nèi)現(xiàn)況發(fā)展趨勢

　　國內(nèi)醫(yī)材產(chǎn)業(yè)處于快速發(fā)展的階段，但高端醫(yī)材仍以不銹鋼及鈦合金產(chǎn)品為主，很多公司雖有意愿應用特殊合金，但受限于合金來源、工藝技術以及后續(xù)的檢測驗證，無法研發(fā)新產(chǎn)品，與國際之技術差距日漸擴大。

　　未來60%以上手術將采用微創(chuàng)技術，具備高生物相容性、強度、彈性、耐疲勞等特性的鎳鈦合金為關鍵材料，為其他醫(yī)用合金所無法取代。但目前鎳鈦合金仰賴進口，原材料取得難度高且特性不易控制，限制相關應用產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

　　國內(nèi)公司已具不銹鋼、鈦合金的熔煉技術，金屬成形及加工經(jīng)驗豐富，同時在齒科及微創(chuàng)器械等醫(yī)材也有醫(yī)材廠持續(xù)建立品牌及渠道，醫(yī)院端擁有先進醫(yī)療技術與優(yōu)秀人才，產(chǎn)業(yè)環(huán)境已有利于鎳鈦等特殊合金的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。

　　因此本技術除構建鎳鈦合金工藝設備及技術外，也初步建立從合金原材到關鍵工藝技術以及最終商品化的機制。

　　四、國內(nèi)應用利基及未來發(fā)展趨勢

　　本技術以鎳鈦合金為切入點，建立生醫(yī)鎳鈦合金材料熔配、成形、熱機、表處及產(chǎn)品檢測驗證等技術，提供產(chǎn)業(yè)由原料至產(chǎn)品驗證之完整解決方案。以下述方向建立從材料到關鍵工藝技術的商品化機制，諸如推動產(chǎn)業(yè)研發(fā)聯(lián)盟、結合產(chǎn)品試制中心及后端生醫(yī)材料驗證平臺、整合產(chǎn)學研醫(yī)等，并擴大落實產(chǎn)業(yè)應用，帶動相關產(chǎn)業(yè)投資設廠，促成高端醫(yī)療器材產(chǎn)業(yè)之供應鏈環(huán)境建立，使中中國生醫(yī)材料及關鍵工藝技術高度自主化，同時引領國內(nèi)特殊合金材料的研究及應用發(fā)展。逐步取代進口依賴，并結合國內(nèi)醫(yī)材廠既有的渠道，以大亞洲區(qū)域為起點，逐步切入全球市場。