Upotreba metalnih materijala u medicinskoj industriji mora biti apsolutno bezopasna za ljudsko tijelo. Kada metal korozira, može otopiti metalne ione, za organizam (ljudsko tijelo) stanične organizacije utjecaja, stoga je potrebno odabrati metalne materijale koji nisu laki za koroziju, visoko otporne na koroziju, titan je vrsta visokog materijali otporni na koroziju. Medicinski metalni materijali od serije nehrđajućeg čelika do serije legura na bazi kobalta i titana, omjer titana i legura titana raste. Količina titana koja se koristi u medicinskoj industriji diljem svijeta je oko 1,000 tona godišnje.
Kako bi se promatrao odgovor metalnih iona na prilagodljivost ljudskog tijela, metoda procjene adaptabilnosti stanica provedena je u laboratoriju koristeći stanice osjetljive na metalne ione, kao što su fibroblasti mišjih pluća (stanice V79) i mišji (20-dan- stari miš) tkiva fibroblasta (stanice I929), koja se koriste za medicinske pokuse u Kini, te Nezavisna administrativna institucija za tehnologiju ocjenjivanja proizvoda (IAIPET). Podijelili smo elementarne monomerne ione koje je dostavio Tehnički odbor za standardizaciju biološke evaluacije medicinskih uređaja (TCSBMD) u tri skupine kao što je prikazano na slici 1 prema njihovim reakcijama na ljudsko tijelo (žive organizme).
Vanadij (V), nikal (Ni) i bakar (Cu) prepoznati su kao visoko toksični, a stanična smrt nastupa u kratkom vremenskom razdoblju pri koncentraciji od dijelova na milijun (×{{0}}) ovih elemenata. Rezultati pokusa s vanadijem (V) i niklom (N) u stanicama V79 prikazani su na slici 2. Rezultati jednotjednog testa uranjanja pokazali su da su sve stanice umrle kada je nikal bio oko 10×10-6 ( pm=dijelova na milijun), dok je vanadij (V) bio dvije znamenke manji, a sve su stanice umrle kada je vanadij bio oko 0,6×10-6. Drugo, kada su tvrda tkiva (kosti) i meka tkiva (tetive) malih životinja, poput štakora i zečeva, zakopana u metalne ploče za testiranje, sigurno je da su ti toksični metali uzrokovali nekrozu u tvrdim tkivima (kostima) i meka tkiva (tetive) u kontaktnom dijelu.
energija stvaranja stanične populacije a-V79 u odnosu na koncentraciju iona nikla (Ni).
Energija stvaranja stanične populacije b-V79 u odnosu na koncentraciju iona vanadija (V).
Druga skupina je naznačena kao štetna, u stanju implantacije i pričvršćivanja, u fibroznom tkivu na mjestu kontakta, stvarajući neku vrstu reakcije biomase koja se ispušta u vanjsku stranu tijela, a to je slučaj sa željezom, aluminij, zlato, srebro i tako dalje. Opći metalni materijali kao što su nehrđajući čelik SUS 304L i nehrđajući čelik SUS 36L, kao i legure kobalta i kroma pripadaju ovoj vrsti. Metalni komadić ugrađen u tvrdo tkivo, koji nije srastao s koštanim stanicama, uklanja se glatko i bez otpora kada se test uklanjanja provodi nekoliko tjedana kasnije.
Treća skupina ima najmanju reakciju sa živim organizmima i pogodna je za implantaciju i pričvršćivanje titana, cirkonija, niobija, tantala, platine i tako dalje. Kada su ti metali implantirani u žive organizme ili pričvršćeni za njih, oni su usko vezani za tvrda i meka tkiva i postaju somatizirani.
Kao rezultat toga, titan je siguran metal jer je manje vjerojatno da će izazvati ozljede živih organizama. Kada se koriste legure titana, korišteni legirajući elementi manje su otporni na koroziju od čistog titana, a kada dođe do korozije, legirajući elementi se otope. Potrebno je odabrati legirajuće elemente koji su otporni na koroziju i neinvazivni. U legurama titana, legura Ti-6AI-4V već se dugo koristi u proizvodnji zrakoplova i inženjerske opreme otporne na morsku vodu i ima velik broj primjera upotrebe. U medicini se ELI legure, koje imaju dobru otpornost na koroziju (niski sadržaj željeza, kisika i vodika), koriste već dugo vremena. Međutim, nedavno smo, u sklopu istraživanja i razvoja legura titana za implantaciju i postavljanje, standardizirali leguru Ti-13Nb-13Zr zamjenom vanadija (V) niobijem (Nb), koji je legura koja nije štetna, na temelju izvješća o mutagenosti monomera (ASTM, ISO). Tu je i dobro prihvaćena i agresivna legura koja izbacuje aluminij koja će uskoro biti dostupna.
