Titaan: biomeditsiini revolutsiooniliste rakenduste uurimine

Biomeditsiini tohutul areenil on titaan oma ainulaadsete füüsikaliste ja keemiliste omaduste tõttu pikka aega mänginud üliolulist rolli. Eelkõige olid kaks klassikalist titaanisulamit Ti-6Al-4V ja Ti-6Al-4VELI kunagi implantaatide jaoks valitud materjalid. Kuid teadusuuringute süvenedes on inimesed järk-järgult mõistnud, et vanaadiumielement nendes sulamites võib kujutada endast potentsiaalset ohtu inimkehale ja kuigi ükski asutus pole veel nende kasutamist selgesõnaliselt keelanud, on Ti{{4} }Al-4V seeria sulamid biomeditsiini valdkonnas on näidanud langustendentsi.
Selle väljakutsega silmitsi seistes on uurimisrühmad üle maailma pühendunud uute meditsiiniliste titaanisulamite uurimisele ja arendamisele. Šveitsi teadlased võtsid juhtrolli läbimurde tegemisel ja töötasid edukalt välja Ti{0}}Al-7Nb sulami, mida on edukalt kasutatud kliinilistes rakendustes. Hiinas töötasid Pekingi värviliste metallide uurimisinstituut ja Baoji värviliste metallide töötlemise tehase teaduslikud uurimisrühmad käsikäes välja vanaadiumivaba meditsiinilise titaanisulami, mille tulemused ei läbinud mitte ainult rangeid meditsiinilisi kliinilisi katseid, vaid võitsid ka Hiina värviliste metallide tööstuse. 2001. aasta teaduse ja tehnoloogia esimene auhind, mis tähistas Hiina titaanisulameid meditsiini valdkonnas, tegi märkimisväärseid edusamme.

Lisaks ei taha Saksamaa, India ja teised teadusliku uurimisrühma riigid maha jääda, on välja töötanud rea uusi meditsiinilisi titaanisulameid nagu Ti-5Al-2.5Fe, Ti{{ 3}}Al-1.5B ja Ti-15Mo-5Zr-3Al. Nende sulamite ilmumine pole mitte ainult rikastanud biomeditsiini valdkonna materjalide valikut, vaid pakkunud patsientidele ka mitmekesisemaid ravivõimalusi.
Tasub mainida, et üha suurenevate biosobivuse nõuetega on teadlased hakanud rohkem tähelepanu pöörama legeerivate elementide mõjule inimorganismile. 1990. aastatel tehtud uuringud näitasid, et alumiinium ei pruugi mõjutada ainult närvisüsteemi normaalset talitlust, vaid sellel on ka teatav korrelatsioon Alzheimeri tõvega. Seetõttu on uute mittetoksiliste ja bioühilduvate titaanisulamite väljatöötamine muutunud peamiseks prioriteediks.
Selle taustal on Ameerika Ühendriikide, Jaapani ja teiste riikide uurimisrühmad taas esirinnas ning nad on edukalt välja töötanud rea uusi titaanisulameid, kasutades mittetoksilisi elemente, nagu molübdeen, nioobium, tantaal ja tsirkoonium. Nendel sulamitel pole mitte ainult suurepärane biosobivus, vaid neil on ka madalam elastsusmoodul, mis on lähemal tiheda inimluu omale, parandades seega oluliselt implantaatide stabiilsust ja mugavust.
Kokkuvõtlikult võib öelda, et titaani kasutamine biomeditsiinilistes rakendustes on läbimas enneolematuid uuendusi ja muutusi. Uute meditsiiniliste titaanisulamite pideva esilekerkimise ja tehnoloogia pideva arenguga on meil põhjust arvata, et titaanmetall mängib tulevases biomeditsiini valdkonnas olulisemat rolli, andes inimeste tervisele rohkem jõudu.