Čistý titan a Ti-6Al-4V jsou nejstarší titanové a titanové slitiny používané v klinických aplikacích a představují první generaci biomedicínských titanových slitin. Počátkem 40. let 20. století byl čistý titan zaveden do oblasti biomedicínské vědy a jeho rychlý rozvoj jako lékařského materiálu byl svědkem jeho použití v zubních implantátech v 60. letech 20. století.
Titanová slitina Ti-6Al-4V je nejrozšířenější a nejpoužívanější slitinou titanu, která je známá svou vysokou pevností a vynikající zpracovatelností. Používá se od 70. let 20. století v oblastech, jako jsou kyčelní a kolenní klouby, které vyžadují vysokou pevnost a odolnost proti opotřebení. S dalším výzkumem a aplikací však velké množství experimentů a dat potvrdilo toxické vedlejší účinky vanadu na lidský organismus.
Výzkumný tým z Ústavu kovů Čínské akademie věd vyvinul nový typ slitiny lékařského titanu s nízkým modulem, Ti2448 a tak dále. Optimalizací obsahu stabilizačních prvků a řízením mikrostruktury a fázové stability slitiny pomocí termomechanického zpracování mohou vědci regulovat klíčové výkonnostní charakteristiky, jako je modul pružnosti a pevnost v širokém rozsahu.
Funkcionalizace je dalším důležitým vývojovým směrem pro nové lékařské titanové slitiny s hloubkovým výzkumem antibakteriálních titanových slitin. Jako typ biologicky inertního materiálu nemají slitiny titanu vlastní antibakteriální nebo bakteriostatické vlastnosti. Během procesu implantace však mohou být zavedeny škodlivé bakterie, což vede k infekcím a v závažných případech k selhání implantátu. Přidáním legujících prvků, jako je měď (Cu) a stříbro (Ag) ve vhodných množstvích do titanových slitin, mohou slitiny vykazovat určité antibakteriální účinky při zachování jejich základních mechanických vlastností.
Kromě toho výzkumníci vyvinuli řadu slitin lékařského titanu obsahujících měď. Když obsah mědi ve slitině přesáhne 5 %, mohou uvolněné ionty mědi dosáhnout dostatečných a stabilních antibakteriálních vlastností proti Staphylococcus aureus a Escherichia coli. Kromě toho je kumulativní koncentrace iontů mědi mnohem nižší než doporučený denní příjem mědi WHO, což ukazuje, že Ti-5Cu vykazuje dobrou biokompatibilitu.
Kromě toho tyto pokroky v oblasti titanových slitin pro implantáty tvrdých tkání nabízejí nové vyhlídky. V budoucnu budou tyto inovativní materiály a funkční designy poskytovat bezpečnější a spolehlivější řešení pro oblast medicíny.
