Titāns: revolucionāru pielietojumu izpēte biomedicīnā

Plašajā biomedicīnas arēnā titānam jau sen ir bijusi izšķiroša loma tā unikālo fizikālo un ķīmisko īpašību dēļ. Jo īpaši divi klasiskie titāna sakausējumi — Ti-6Al-4V un Ti-6Al-4VELI — kādreiz bija izvēlētie materiāli implantiem. Tomēr, padziļinot zinātniskos pētījumus, cilvēki pamazām ir sapratuši, ka vanādija elements šajos sakausējumos var radīt potenciālus draudus cilvēka ķermenim, un, lai gan neviena iestāde vēl nav skaidri aizliegusi to izmantošanu, Ti{{4} }Al-4V sērijas sakausējumi biomedicīnas jomā ir uzrādījuši lejupslīdes tendenci.
Saskaroties ar šo izaicinājumu, pētnieku grupas visā pasaulē ir veltījušas sevi jaunu medicīnisko titāna sakausējumu izpētei un izstrādei. Šveices zinātnieki uzņēmās vadību izrāviena panākšanā un veiksmīgi izstrādāja Ti-6Al-7Nb sakausējumu, kas ir veiksmīgi izmantots klīniskos lietojumos. Ķīnā, Pekinas Krāsaino metālu pētniecības institūts un Baoji krāsaino metālu pārstrādes rūpnīcas zinātniskās pētniecības komanda roku rokā kopīgi izstrādāja vanādiju nesaturošu medicīnisko titāna sakausējumu, un rezultāti ne tikai izturēja stingros medicīniskos klīniskos pētījumus, bet arī uzvarēja Ķīnas krāsaino metālu rūpniecībā. Zinātnes un tehnoloģiju pirmā balva 2001. gadā, atzīmējot Ķīnas titāna sakausējumus medicīnas jomā, guva ievērojamus panākumus.

Turklāt Vācija, Indija un citas valstis no zinātniskās pētniecības grupas nevēlas atpalikt, ir izstrādājusi virkni jaunu medicīnisko titāna sakausējumu, piemēram, Ti-5Al-2.5Fe, Ti{{ 3}}Al-1.5B un Ti-15Mo-5Zr-3Al. Šo sakausējumu parādīšanās ir ne tikai bagātinājusi materiālu izvēli biomedicīnas jomā, bet arī nodrošinājusi pacientiem daudzveidīgākas ārstēšanas iespējas.
Ir vērts pieminēt, ka līdz ar arvien pieaugošajām prasībām attiecībā uz bioloģisko saderību, pētnieki ir sākuši pievērst lielāku uzmanību sakausējošo elementu ietekmei uz cilvēka ķermeni. Deviņdesmitajos gados veiktie pētījumi atklāja, ka alumīnijs var ne tikai ietekmēt normālu nervu sistēmas darbību, bet arī tam ir zināma korelācija ar Alcheimera slimību. Tāpēc jaunu netoksisku un bioloģiski saderīgu titāna sakausējumu izstrāde ir kļuvusi par galveno prioritāti.
Ņemot to vērā, pētnieku grupas no ASV, Japānas un citām valstīm atkal ir priekšgalā, un tās ir veiksmīgi izstrādājušas virkni jaunu titāna sakausējumu, izmantojot netoksiskus elementus, piemēram, molibdēnu, niobiju, tantalu un cirkoniju. Šiem sakausējumiem ir ne tikai lieliska bioloģiskā saderība, bet arī zemāks elastības modulis, kas ir tuvāks blīvajam cilvēka kaulam, tādējādi ievērojami uzlabojot implantu stabilitāti un komfortu.
Rezumējot, titāna izmantošana biomedicīnas lietojumos piedzīvo vēl nepieredzētus jauninājumus un pārmaiņas. Ar nepārtrauktu jaunu medicīnisko titāna sakausējumu parādīšanos un nepārtrauktu tehnoloģiju progresu mums ir pamats uzskatīt, ka titāna metālam būs svarīgāka loma nākotnes biomedicīnas jomā, sniedzot lielāku spēku cilvēku veselībai.