Čisti titanijum i Ti-6Al-4V su najraniji materijali od titanijuma i legura titanijuma koji se koriste u kliničkoj primeni i predstavljaju prvu generaciju biomedicinskih legura titanijuma. Početkom 1940-ih, čisti titan je uveden u područje biomedicinske nauke, a njegov brzi razvoj kao medicinskog materijala svjedočio je nakon njegove upotrebe u dentalnim implantatima 1960-ih.
Ti-6Al-4V legura titanijuma je najšire proizvedena i primijenjena legura titanijuma, poznata po svojoj visokoj čvrstoći i odličnoj obradivosti. Koristi se od 1970-ih u područjima kao što su zglobovi kuka i koljena koja zahtijevaju visoku čvrstoću i otpornost na habanje. Međutim, daljim istraživanjem i primjenom, veliki broj eksperimenata i podataka potvrdio je toksične nuspojave vanadijuma na ljudski organizam.
Istraživački tim na Institutu za metale Kineske akademije nauka razvio je novi tip medicinske legure titanijuma niskog modula, Ti2448, i tako dalje. Optimizacijom sadržaja stabilizirajućih elemenata i kontrolom mikrostrukture legure i stabilnosti faze kroz termomehaničku obradu, istraživači mogu regulisati ključne karakteristike performansi kao što su modul elastičnosti i čvrstoća u širokom rasponu.
Funkcionalizacija je još jedan važan pravac razvoja novih medicinskih legura titanijuma, uz dubinsko istraživanje antibakterijskih legura titanijuma. Kao vrsta biološki inertnog materijala, legure titana ne posjeduju inherentna antibakterijska ili bakteriostatska svojstva. Međutim, tokom procesa implantacije mogu se uneti štetne bakterije koje dovode do infekcija, a u težim slučajevima i do otkazivanja implantata. Dodavanjem legirajućih elemenata kao što su bakar (Cu) i srebro (Ag) u odgovarajućim količinama legurama titana, legure mogu pokazati određene antibakterijske efekte uz zadržavanje osnovnih mehaničkih svojstava.
Osim toga, istraživači su razvili niz medicinskih legura titanijuma koje sadrže bakar. Kada sadržaj bakra u leguri prelazi 5%, oslobođeni ioni bakra mogu postići dovoljna i stabilna antibakterijska svojstva protiv Staphylococcus aureus i Escherichia coli. Štaviše, kumulativna koncentracija jona bakra je mnogo niža od preporučenog dnevnog unosa bakra od strane SZO, što ukazuje da Ti-5Cu pokazuje dobru biokompatibilnost.
Štaviše, ova dostignuća u oblasti titanijumskih legura za implantate tvrdih tkiva nude nove izglede. U budućnosti će ovi inovativni materijali i funkcionalni dizajn pružiti sigurnija i pouzdanija rješenja za medicinsku oblast.
