Čisti titan in Ti-6Al-4V sta najzgodnejša materiala iz titana in titanovih zlitin, uporabljena v kliničnih aplikacijah, in predstavljata prvo generacijo biomedicinskih titanovih zlitin. V zgodnjih štiridesetih letih prejšnjega stoletja je bil čisti titan uveden na področju biomedicinske znanosti, njegov hiter razvoj kot medicinskega materiala pa je bil viden po uporabi v zobnih vsadkih v šestdesetih letih prejšnjega stoletja.
Ti-6Al-4V titanova zlitina je najpogosteje proizvedena in uporabljena titanova zlitina, znana po visoki trdnosti in odlični predelovalnosti. Uporablja se že od sedemdesetih let prejšnjega stoletja na področjih, kot so kolčni in kolenski sklepi, ki zahtevajo visoko trdnost in odpornost proti obrabi. Z nadaljnjimi raziskavami in uporabo pa je veliko število poskusov in podatkov potrdilo toksične stranske učinke vanadija na človeško telo.
Raziskovalna skupina na Inštitutu za kovine Kitajske akademije znanosti je razvila novo vrsto medicinske titanove zlitine z nizkim modulom, Ti2448, in tako naprej. Z optimizacijo vsebnosti -stabilizacijskih elementov in nadzorom mikrostrukture zlitine in -fazne stabilnosti s termomehansko obdelavo lahko raziskovalci uravnavajo ključne karakteristike delovanja, kot sta modul elastičnosti in trdnost v širokem razponu.
Funkcionalizacija je še ena pomembna razvojna smer novih medicinskih titanovih zlitin s poglobljenimi raziskavami protibakterijskih titanovih zlitin. Titanove zlitine kot vrsta biološko inertnega materiala nimajo inherentnih antibakterijskih ali bakteriostatičnih lastnosti. Vendar pa se med postopkom implantacije lahko vnesejo škodljive bakterije, kar povzroči okužbe in v hujših primerih odpoved implantata. Z dodajanjem legirnih elementov, kot sta baker (Cu) in srebro (Ag), v ustreznih količinah titanovim zlitinam lahko zlitine pokažejo določene antibakterijske učinke, hkrati pa ohranijo svoje osnovne mehanske lastnosti.
Poleg tega so raziskovalci razvili vrsto medicinskih titanovih zlitin, ki vsebujejo baker. Ko vsebnost bakra v zlitini preseže 5%, lahko sproščeni bakrovi ioni dosežejo zadostne in stabilne antibakterijske lastnosti proti Staphylococcus aureus in Escherichia coli. Poleg tega je koncentracija kumulativnega sproščanja bakrovih ionov veliko nižja od dnevnega vnosa bakra, ki ga priporoča SZO, kar kaže, da je Ti-5Cu dobra biokompatibilnost.
Poleg tega ta napredek na področju titanovih zlitin za vsadke trdih tkiv ponuja nove možnosti. V prihodnosti bodo ti inovativni materiali in funkcionalni dizajni zagotavljali varnejše in zanesljivejše rešitve za medicinsko področje.
