中国における生体適合性チタンとその合金の開発は3つの段階に分けられます。第1段階は純チタンとTC4チタン合金に代表され、第2段階は新しいタイプの+合金であるTC20チタン合金に代表され、第3段階はより優れた生体適合性とより低い弾性率を備えたチタン合金の開発と研究に焦点を当て、その中で-タイプのチタン合金の研究が最も広範でした。
工業用純チタンがこの分野に初めて応用されました。現在、純チタン インプラントを使用する臨床経験は比較的成熟していますが、純チタンは、強度が低く耐摩耗性が低いなど、医療用耐荷重材料に必要な包括的な機械的特性を提供できず、用途が制限されています。{1} TC20 チタン合金は、高い耐摩耗性、高硬度、良好な表面特性、優れた微細構造を備えており、純チタンよりも優れた性能を備えています。しかし、Ti-Al-Nb 合金には神経毒性元素である Al が含まれていたため、その弾性率は当時人間の骨に最も近かったものの、それでも人間の骨の 4-10 倍でした。インプラントと骨の間の弾性率が一致しないと、インプラントから隣接する骨組織に荷重がうまく伝達されず、「応力遮蔽」現象が発生してインプラント周囲の骨吸収が起こり、最終的にはインプラントの緩みや破損を引き起こし、インプラントの失敗につながります。したがって、インプラント材料の臨床需要を満たす、より優れた生体適合性とより低い弾性率を備えた新しい医療用チタン合金の研究開発は、生体医療用金属材料の主要な研究内容の1つとなっています。無毒性元素で構成された-型Ti-13Nb-13Zr合金の生体適合性を研究した結果、TC4合金と比較してTi-13Nb-13Zr合金の生体適合性が向上している、つまり無毒性元素で構成された合金の方が生体適合性が優れていることがわかりました。将来的には、非毒性の構成元素と優れた機械的特性を備えた生体適合性チタン合金の開発により、環境に優しい構造物用のチタン合金の開発が促進されることが期待されます。まさにこれらの問題こそが、生体用チタン合金のさらなる研究の方向性と傾向を決定するものです。
