Saf titanyum ve Ti-6Al-4V, klinik uygulamalarda kullanılan en eski titanyum ve titanyum alaşımlı malzemelerdir ve ilk nesil biyomedikal titanyum alaşımlarını temsil eder. 1940'lı yılların başında saf titanyum biyomedikal bilim alanına girmiş ve 1960'lı yıllarda diş implantlarında kullanılmasıyla birlikte tıbbi bir malzeme olarak hızlı gelişimine tanık olunmuştur.
Ti-6Al-4V titanyum alaşımı, yüksek mukavemeti ve mükemmel işlenebilirliğiyle bilinen, en yaygın olarak üretilen ve uygulanan titanyum alaşımıdır. Kalça ve diz eklemleri gibi yüksek mukavemet ve aşınma direnci gerektiren bölgelerde 1970'li yıllardan beri kullanılmaktadır. Bununla birlikte, daha fazla araştırma ve uygulama ile çok sayıda deney ve veri, vanadyumun insan vücudu üzerindeki toksik yan etkilerini doğrulamıştır.
Çin Bilimler Akademisi Metal Enstitüsü'ndeki araştırma ekibi, yeni bir tür düşük modüllü tıbbi titanyum alaşımı olan Ti2448 vb. geliştirdi. Araştırmacılar, stabilizasyon elemanlarının içeriğini optimize ederek ve alaşımın mikro yapısını ve faz stabilitesini termomekanik işleme yoluyla kontrol ederek, elastik modül ve mukavemet gibi önemli performans özelliklerini geniş bir aralıkta düzenleyebilirler.
İşlevselleştirme, antibakteriyel titanyum alaşımları üzerine derinlemesine araştırmalarla yeni tıbbi titanyum alaşımlarına yönelik bir diğer önemli gelişme yönüdür. Biyolojik olarak inert bir malzeme türü olarak titanyum alaşımları, doğal antibakteriyel veya bakteriyostatik özelliklere sahip değildir. Bununla birlikte, implantasyon işlemi sırasında zararlı bakteriler vücuda yerleşerek enfeksiyonlara ve ciddi vakalarda implant başarısızlığına neden olabilir. Titanyum alaşımlarına bakır (Cu) ve gümüş (Ag) gibi alaşım elementlerinin uygun miktarlarda eklenmesiyle alaşımlar temel mekanik özelliklerini korurken belirli antibakteriyel etkiler gösterebilmektedir.
Ayrıca araştırmacılar, bakır içeren bir dizi tıbbi titanyum alaşımı da geliştirdiler. Alaşımdaki bakır içeriği %5'i aştığında açığa çıkan bakır iyonları, Staphylococcus aureus ve Escherichia coli'ye karşı yeterli ve stabil antibakteriyel özellikler elde edebilir. Üstelik bakır iyonlarının kümülatif salınım konsantrasyonu, Dünya Sağlık Örgütü'nün önerdiği günlük bakır alımından çok daha düşüktür; bu da Ti-5Cu'nun iyi bir biyouyumluluk sergilediğini gösterir.
Ayrıca sert doku implantları için titanyum alaşımları alanındaki bu gelişmeler yeni umutlar sunmaktadır. Gelecekte bu yenilikçi malzemeler ve fonksiyonel tasarımlar, tıp alanında daha güvenli ve güvenilir çözümler sunacaktır.
