Чистият титан и Ti-6Al-4V са най-ранните материали от титан и титанови сплави, използвани в клинични приложения, и представляват първото поколение биомедицински титанови сплави. В началото на 40-те години на миналия век чистият титан е въведен в областта на биомедицинската наука и бързото му развитие като медицински материал се наблюдава след използването му в зъбни импланти през 60-те години.
Ti-6Al-4V титанова сплав е най-широко произвежданата и прилагана титанова сплав, известна със своята висока якост и отлична обработваемост. Използва се от 70-те години на миналия век в области като тазобедрени и коленни стави, които изискват висока якост и устойчивост на износване. Въпреки това, с по-нататъшни изследвания и приложение, голям брой експерименти и данни потвърдиха токсичните странични ефекти на ванадия върху човешкото тяло.
Изследователският екип в Института по метали, Китайската академия на науките, разработи нов тип медицинска титаниева сплав с нисък модул, Ti2448 и т.н. Чрез оптимизиране на съдържанието на -стабилизиращи елементи и контролиране на микроструктурата на сплавта и стабилността на -фазата чрез термомеханична обработка, изследователите могат да регулират критични характеристики на ефективността като модул на еластичност и якост в широк диапазон.
Функционализирането е друга важна посока на развитие на нови медицински титанови сплави със задълбочени изследвания на антибактериалните титанови сплави. Като вид биологично инертен материал, титановите сплави не притежават присъщи антибактериални или бактериостатични свойства. По време на процеса на имплантиране обаче могат да бъдат въведени вредни бактерии, водещи до инфекции и в тежки случаи до повреда на импланта. Чрез добавяне на легиращи елементи като мед (Cu) и сребро (Ag) в подходящи количества към титанови сплави, сплавите могат да проявят определени антибактериални ефекти, като същевременно запазват основните си механични свойства.
В допълнение, изследователите са разработили серия от медицински титанови сплави, съдържащи мед. Когато съдържанието на мед в сплавта надвишава 5%, освободените медни йони могат да постигнат достатъчни и стабилни антибактериални свойства срещу Staphylococcus aureus и Escherichia coli. Освен това концентрацията на кумулативното освобождаване на медни йони е много по-ниска от препоръчания от СЗО дневен прием на мед, което показва, че Ti-5Cu показва добра биосъвместимост.
Освен това, този напредък в областта на титаниеви сплави за твърди тъканни импланти предлага нови перспективи. В бъдеще тези иновативни материали и функционален дизайн ще осигурят по-безопасни и по-надеждни решения за медицинската област.
