في مجال الطب الحيوي الواسع، لعب معدن التيتانيوم منذ فترة طويلة دورًا حاسمًا، نظرًا لخصائصه الفيزيائية والكيميائية الفريدة. ومن بين سبائك التيتانيوم الأكثر استخدامًا، كان Ti-6Al-4V وTi-6Al-4V ELI يحكمان ذات يوم كمواد أساسية للغرسات الطبية. ومع ذلك، مع تقدم الأبحاث، ظهرت مخاوف بشأن المخاطر الصحية المحتملة التي يفرضها عنصر الفاناديوم في هذه السبائك. وعلى الرغم من عدم حظر أي هيئات تنظيمية رسميًا لاستخدامه، فقد شهد استخدام سبائك Ti-6Al-4V في القطاع الطبي الحيوي انخفاضًا ملحوظًا.

واستجابة لهذه المخاوف، شرعت فرق بحثية في مختلف أنحاء العالم في تطوير سبائك تيتانيوم جديدة للاستخدام الطبي على وجه التحديد. وحقق العلماء في سويسرا تقدماً مبكراً من خلال إنشاء سبائك Ti-6Al-7Nb، والتي تم تطبيقها بنجاح منذ ذلك الحين في البيئات السريرية. وفي الصين، أدى التعاون بين معهد بكين لأبحاث المعادن غير الحديدية ومصنع معالجة المعادن غير الحديدية في باوجي إلى تطوير سبائك تيتانيوم طبية خالية من الفاناديوم. وقد اجتاز هذا الابتكار تجارب سريرية صارمة وحصل على الجائزة الأولى للتقدم العلمي والتكنولوجي في المعادن غير الحديدية من الصين في عام 2001، مما يمثل إنجازاً كبيراً في مجال سبائك التيتانيوم الطبية.

ولم يتأخر عنهم فريق بحثي من دول مثل ألمانيا والهند، حيث حقق تقدماً كبيراً في مجال تصنيع سبائك التيتانيوم الطبية الجديدة مثل Ti-5Al-2.5Fe وTi-5Al-1.5B وTi-15Mo-5Zr-3Al. ولم تعمل هذه التطورات على توسيع نطاق المواد المتاحة في الطب الحيوي فحسب، بل قدمت أيضاً للمرضى خيارات علاج أكثر تنوعاً.

مع تزايد الطلب على التوافق الحيوي، يولي الباحثون اهتمامًا أكبر لتأثير عناصر السبائك على جسم الإنسان. كشفت الدراسات التي أجريت في تسعينيات القرن العشرين أن الألومنيوم، وهو مكون شائع في سبائك التيتانيوم، يمكن أن يؤثر على الجهاز العصبي وقد ارتبط بمرض الزهايمر. وبالتالي، أصبح تطوير سبائك التيتانيوم غير السامة والمتوافقة حيويًا أولوية.

وفي ضوء هذه النتائج، تولى باحثون من دول مثل الولايات المتحدة واليابان زمام المبادرة في تطوير سبائك جديدة من التيتانيوم بيتا، تتضمن عناصر غير سامة مثل الموليبدينوم والنيوبيوم والتنتالوم والزركونيوم. ولا توفر هذه السبائك توافقًا حيويًا ممتازًا فحسب، بل إنها تتميز أيضًا بمعامل مرونة أقل، وهو ما يتطابق بشكل أكبر مع معامل مرونة العظام البشرية الكثيفة. ويعزز هذا التشابه من استقرار وراحة الغرسات الطبية.

وفي الختام، فإن معدن التيتانيوم يخضع لتحول كبير في تطبيقاته الطبية الحيوية. ومع ظهور سبائك التيتانيوم الطبية الجديدة بشكل مستمر والتقدم في التكنولوجيا، فمن الواضح أن التيتانيوم سيلعب دورًا أكثر أهمية في مستقبل الطب الحيوي، مما يساهم بشكل كبير في تحسين صحة الإنسان.