शुद्ध टाइटेनियम और Ti-6Al-4V नैदानिक अनुप्रयोगों में उपयोग की जाने वाली सबसे प्रारंभिक टाइटेनियम और टाइटेनियम मिश्र धातु सामग्री हैं और बायोमेडिकल टाइटेनियम मिश्र धातुओं की पहली पीढ़ी का प्रतिनिधित्व करते हैं। 1940 के दशक की शुरुआत में, शुद्ध टाइटेनियम को बायोमेडिकल विज्ञान के क्षेत्र में पेश किया गया था, और 1960 के दशक में दंत प्रत्यारोपण में इसके उपयोग के बाद एक चिकित्सा सामग्री के रूप में इसका तेजी से विकास देखा गया था।
Ti-6Al-4V टाइटेनियम मिश्र धातु सबसे व्यापक रूप से उत्पादित और प्रयुक्त टाइटेनियम मिश्र धातु है, जो अपनी उच्च शक्ति और उत्कृष्ट प्रक्रियाशीलता के लिए जाना जाता है। इसका उपयोग 1970 के दशक से कूल्हे और घुटने के जोड़ों जैसे क्षेत्रों में किया जाता रहा है, जिनमें उच्च शक्ति और पहनने के प्रतिरोध की आवश्यकता होती है। हालाँकि, आगे के शोध और अनुप्रयोग के साथ, बड़ी संख्या में प्रयोगों और आंकड़ों ने मानव शरीर पर वैनेडियम के विषाक्त दुष्प्रभावों की पुष्टि की है।
इंस्टीट्यूट ऑफ मेटल्स, चाइनीज एकेडमी ऑफ साइंसेज की शोध टीम ने एक नए प्रकार का निम्न-मापांक-प्रकार का मेडिकल टाइटेनियम मिश्र धातु, Ti2448, इत्यादि विकसित किया है। -स्थिर करने वाले तत्वों की सामग्री को अनुकूलित करके और थर्मोमैकेनिकल प्रसंस्करण के माध्यम से मिश्र धातु की सूक्ष्म संरचना और -चरण स्थिरता को नियंत्रित करके, शोधकर्ता एक विस्तृत श्रृंखला के भीतर लोचदार मापांक और ताकत जैसे महत्वपूर्ण प्रदर्शन विशेषताओं को विनियमित कर सकते हैं।
जीवाणुरोधी टाइटेनियम मिश्र धातुओं पर गहन शोध के साथ, नई चिकित्सा टाइटेनियम मिश्र धातुओं के लिए कार्यात्मककरण एक और महत्वपूर्ण विकास दिशा है। एक प्रकार की जैविक रूप से निष्क्रिय सामग्री के रूप में, टाइटेनियम मिश्र धातुओं में अंतर्निहित जीवाणुरोधी या बैक्टीरियोस्टेटिक गुण नहीं होते हैं। हालाँकि, इम्प्लांटेशन प्रक्रिया के दौरान, हानिकारक बैक्टीरिया प्रवेश कर सकते हैं, जिससे संक्रमण हो सकता है और गंभीर मामलों में, इम्प्लांट विफलता हो सकती है। टाइटेनियम मिश्रधातु में उचित मात्रा में तांबा (Cu) और चांदी (Ag) जैसे मिश्रधातु तत्व मिलाने से, मिश्रधातु अपने मूल यांत्रिक गुणों को बनाए रखते हुए कुछ जीवाणुरोधी प्रभाव प्रदर्शित कर सकते हैं।
इसके अलावा, शोधकर्ताओं ने तांबा युक्त मेडिकल टाइटेनियम मिश्र धातुओं की एक श्रृंखला विकसित की है। जब मिश्र धातु में तांबे की मात्रा 5% से अधिक हो जाती है, तो जारी तांबे के आयन स्टैफिलोकोकस ऑरियस और एस्चेरिचिया कोली के खिलाफ पर्याप्त और स्थिर जीवाणुरोधी गुण प्राप्त कर सकते हैं। इसके अलावा, तांबे के आयनों की संचयी रिलीज सांद्रता डब्ल्यूएचओ द्वारा अनुशंसित दैनिक तांबे के सेवन से काफी कम है, जो दर्शाता है कि Ti{2}}Cu अच्छी जैव अनुकूलता प्रदर्शित करता है।
इसके अलावा, कठोर ऊतक प्रत्यारोपण के लिए टाइटेनियम मिश्र धातुओं के क्षेत्र में ये प्रगति नई संभावनाएं प्रदान करती हैं। भविष्य में, ये नवीन सामग्रियां और कार्यात्मक डिज़ाइन चिकित्सा क्षेत्र के लिए सुरक्षित और अधिक विश्वसनीय समाधान प्रदान करेंगे।
