Le titane pur et le Ti-6Al-4V sont les premiers matériaux en titane et alliages de titane utilisés dans les applications cliniques et représentent la première génération d'alliages de titane biomédicaux. Au début des années 1940, le titane pur a été introduit dans le domaine des sciences biomédicales, et son développement rapide en tant que matériau médical a été observé après son utilisation dans les implants dentaires dans les années 1960.
L'alliage de titane Ti-6Al-4V est l'alliage de titane le plus largement produit et appliqué, connu pour sa haute résistance et son excellente aptitude au traitement. Il est utilisé depuis les années 1970 dans des domaines tels que les articulations de la hanche et du genou qui nécessitent une résistance élevée et une résistance à l'usure. Cependant, grâce à des recherches et des applications plus approfondies, un grand nombre d'expériences et de données ont confirmé les effets secondaires toxiques du vanadium sur le corps humain.
L'équipe de recherche de l'Institut des métaux de l'Académie chinoise des sciences a développé un nouveau type d'alliage de titane médical de type -module -à faible module, le Ti2448, etc. En optimisant le contenu des -éléments stabilisants et en contrôlant la microstructure de l'alliage et la -stabilité de phase grâce à un traitement thermomécanique, les chercheurs peuvent réguler des caractéristiques de performance cruciales telles que le module élastique et la résistance dans une large plage.
La fonctionnalisation est une autre direction de développement importante pour les nouveaux alliages de titane médicaux, avec-des recherches approfondies sur les alliages de titane antibactériens. En tant que type de matériau biologiquement inerte, les alliages de titane ne possèdent pas de propriétés antibactériennes ou bactériostatiques inhérentes. Cependant, au cours du processus d’implantation, des bactéries nocives peuvent être introduites, entraînant des infections et, dans les cas graves, l’échec de l’implant. En ajoutant des éléments d'alliage tels que le cuivre (Cu) et l'argent (Ag) en quantités appropriées aux alliages de titane, les alliages peuvent présenter certains effets antibactériens tout en conservant leurs propriétés mécaniques de base.
En outre, les chercheurs ont développé une série d'alliages médicaux de titane contenant du cuivre-. Lorsque la teneur en cuivre de l'alliage dépasse 5 %, les ions cuivre libérés peuvent atteindre des propriétés antibactériennes suffisantes et stables contre Staphylococcus aureus et Escherichia coli. De plus, la concentration cumulée de libération d'ions cuivre est bien inférieure à l'apport quotidien recommandé en cuivre par l'OMS, ce qui indique que le Ti-5Cu présente une bonne biocompatibilité.
De plus, ces avancées dans le domaine des alliages de titane pour implants de tissus durs ouvrent de nouvelles perspectives. À l’avenir, ces matériaux innovants et ces conceptions fonctionnelles offriront des solutions plus sûres et plus fiables pour le domaine médical.
