Metallimateriaalien käytön lääketeollisuudessa tulee olla täysin vaaratonta ihmiskeholle. Kun metallin korroosio, se voi liuottaa metalli-ioneja, elimistön (ihmiskeho) solujen organisaation vaikutus, joten on tarpeen valita ei ole helppo syöpyä, korkea korroosionkestävyys metallimateriaalit, titaani on eräänlainen korkea. korroosionkestäviä materiaaleja. Lääketieteelliset metallimateriaalit ruostumattomasta teräksestä kobolttipohjaisiin ja titaanipohjaisiin metalliseossarjoihin, titaanin ja titaaniseosten suhde kasvaa. Lääketeollisuudessa maailmanlaajuisesti käytetty titaanimäärä on noin 1,000 tonnia vuodessa.
Metalli-ionien vasteen ihmiskehon sopeutumiskykyyn tarkkailemiseksi laboratoriossa suoritettiin solujen sopeutumiskyvyn arviointimenetelmä käyttämällä metalli-ioneille herkkiä soluja, kuten hiiren keuhkojen fibroblasteja (V79-soluja) ja hiiren (20-päivä- vanha hiiri) fibroblastikudokset (I929-solut), joita käytetään lääketieteellisissä kokeissa Kiinassa, ja Independent Administrative Institution of Product Evaluation Technology (IAIPET). Jaoimme lääketieteellisten laitteiden biologisen arvioinnin standardointikomitean (TCSBMD) toimittamat alkuainemonomeeri-ionit kolmeen ryhmään, kuten kuvassa 1 on esitetty niiden reaktioiden perusteella ihmiskehoon (eläviin organismeihin).
Vanadiini (V), nikkeli (Ni) ja kupari (Cu) tunnustetaan erittäin myrkyllisiksi, ja solukuolema tapahtuu lyhyessä ajassa miljoonasosien pitoisuudella (×{{0}}) näistä elementeistä. Kokeen tulokset vanadiinilla (V) ja nikkelillä (N) V79-soluissa on esitetty kuvassa 2. Viikon mittaisen upotustestin tulokset osoittivat, että kaikki solut kuolivat, kun nikkeli oli noin 10×10-6 ( pm=miljoonasosaa), kun taas vanadiinia (V) oli kaksi numeroa vähemmän, ja kaikki solut kuolivat, kun vanadiini oli noin 0,6 × 10-6. Toiseksi, kun pieneläinten, kuten rottien ja kanien, kovat kudokset (luut) ja pehmytkudokset (jänteet) haudattiin metallilevyihin testausta varten, on varmaa, että nämä myrkylliset metallit aiheuttivat kuoliota kovissa kudoksissa (luissa) ja pehmytkudokset (jänteet) kosketusosassa.
a-V79-solupopulaation muodostumisenergia suhteessa nikkeli(Ni)-ionipitoisuuteen.
b-V79-solupopulaation muodostumisenergia vs. vanadiini(V)-ionipitoisuus.
Toisen ryhmän on osoitettu olevan vahingollinen istutus- ja kiinnitystilassa kosketuskohdan kuitukudoksessa muodostaen eräänlaisen biomassareaktion, joka vapautuu kehon ulkopuolelle, ja tämä koskee rautaa, alumiini, kulta, hopea ja niin edelleen. Tähän tyyppiin kuuluvat yleiset metallimateriaalit, kuten ruostumaton teräs SUS 304L ja ruostumaton teräs SUS 36L sekä koboltti-kromiseokset. Kovaan kudokseen upotettu metallikappale, joka ei ole fuusioitunut luusolujen kanssa, poistetaan sujuvasti ja ilman vastustusta, kun poistotesti suoritetaan muutaman viikon kuluttua.
Kolmannella ryhmällä on vähiten reaktio elävien organismien kanssa ja se soveltuu titaanin, zirkoniumin, niobiumin, tantaalin, platinan ja niin edelleen istuttamiseen ja kiinnittämiseen. Kun nämä metallit istutetaan eläviin organismeihin tai kiinnitetään niihin, ne sitoutuvat tiiviisti koviin ja pehmeisiin kudoksiin ja somatisoituvat.
Tämän seurauksena titaani on turvallinen metalli, koska se ei todennäköisesti vahingoita eläviä organismeja. Kun käytetään titaaniseoksia, käytetyt seosaineet ovat vähemmän korroosionkestäviä kuin puhdas titaani, ja kun korroosiota esiintyy, seosaineet liukenevat. On tarpeen valita seosaineet, jotka ovat korroosionkestäviä ja ei-invasiivisia. Titaaniseoksissa Ti-6AI-4V-seosta on käytetty pitkään lentokoneiden valmistuksessa ja merivedenkestävissä teknisissä laitteissa, ja sillä on lukuisia käyttöesimerkkejä. Lääketieteessä on pitkään käytetty ELI-seoksia, joilla on hyvä korroosionkestävyys (alhainen rauta-, happi- ja vetypitoisuus). Äskettäin olemme kuitenkin osana titaaniseosten tutkimusta ja kehitystä implantointia ja sijoittelua varten standardoineet Ti-13Nb-13Zr-seoksen korvaamalla vanadiinin (V) niobiumilla (Nb). on ei-vahingollinen metalliseos, joka perustuu monomeerin mutageenisuutta koskevaan raporttiin (ASTM, ISO). On myös hyvin vastaanotettu ja aggressiivinen alumiinia karkottava seos, joka on pian saatavilla.
