Puhas titaan ja Ti-6Al-4V on kõige varasemad kliinilistes rakendustes kasutatud titaanist ja titaanisulamitest materjalid ning need esindavad biomeditsiiniliste titaanisulamite esimest põlvkonda. 1940. aastate alguses toodi puhas titaan biomeditsiiniteaduse valdkonda ja selle kiiret arengut meditsiinilise materjalina sai näha pärast selle kasutamist hambaimplantaatides 1960. aastatel.
Ti-6Al-4V titaanisulam on enim toodetud ja kasutatav titaanisulam, mis on tuntud oma suure tugevuse ja suurepärase töödeldavuse poolest. Seda on kasutatud alates 1970. aastatest sellistes piirkondades nagu puusa- ja põlveliigesed, mis nõuavad suurt tugevust ja kulumiskindlust. Kuid edasiste uuringute ja rakendustega on suur hulk katseid ja andmeid kinnitanud vanaadiumi toksilisi kõrvalmõjusid inimorganismile.
Hiina Teaduste Akadeemia Metalliinstituudi uurimisrühm on välja töötanud uut tüüpi madala mooduliga meditsiinilise titaanisulami Ti2448 ja nii edasi. Optimeerides stabiliseerivate elementide sisu ja kontrollides sulami mikrostruktuuri ja faasi stabiilsust termomehaanilise töötlemise abil, saavad teadlased reguleerida olulisi jõudlusnäitajaid, nagu elastsusmoodul ja tugevus laias vahemikus.
Funktsionaliseerimine on veel üks oluline uute meditsiiniliste titaanisulamite arengusuund, mis hõlmab antibakteriaalsete titaanisulamite põhjalikku uurimistööd. Bioloogiliselt inertse materjalina ei oma titaanisulamitel omaseid antibakteriaalseid ega bakteriostaatilisi omadusi. Implanteerimisprotsessi käigus võivad aga sattuda kahjulikud bakterid, mis võivad põhjustada infektsioone ja rasketel juhtudel implantaadi ebaõnnestumist. Lisades titaanisulamitele sobivas koguses legeerelemente, nagu vask (Cu) ja hõbe (Ag), võivad sulamid avaldada teatud antibakteriaalset toimet, säilitades samal ajal oma põhilised mehaanilised omadused.
Lisaks on teadlased välja töötanud rea vaske sisaldavaid meditsiinilisi titaanisulameid. Kui vasesisaldus sulamis ületab 5%, võivad vabanevad vase ioonid saavutada piisavad ja stabiilsed antibakteriaalsed omadused Staphylococcus aureuse ja Escherichia coli vastu. Veelgi enam, vaseoonide kumulatiivne vabanemise kontsentratsioon on palju madalam kui WHO soovitatud päevane vasekogus, mis näitab, et Ti-5Cu biosobivus on hea.
Lisaks pakuvad need edusammud kõvakoe implantaatide titaanisulamite valdkonnas uusi väljavaateid. Tulevikus pakuvad need uuenduslikud materjalid ja funktsionaalsed disainid meditsiinivaldkonnas ohutumaid ja töökindlamaid lahendusi.
