L’utilisation de matériaux métalliques dans l’industrie médicale doit être absolument inoffensive pour le corps humain. Lorsque la corrosion du métal, il peut dissoudre les ions métalliques, pour l'organisme (corps humain) de l'organisation cellulaire de l'impact, il est donc nécessaire de choisir des matériaux métalliques difficiles à corroder et hautement résistants à la corrosion, le titane est une sorte de haute matériaux résistants à la corrosion. Les matériaux métalliques médicaux, des séries en acier inoxydable aux séries d'alliages à base de cobalt et de titane, le ratio de titane et d'alliage de titane augmente. La quantité de titane utilisée dans l'industrie médicale dans le monde est d'environ 1 000 tonnes par an.
Afin d'observer la réponse des ions métalliques à l'adaptabilité du corps humain, une méthode d'évaluation de l'adaptabilité cellulaire a été réalisée en laboratoire en utilisant des cellules sensibles aux ions métalliques, telles que les fibroblastes pulmonaires de souris (cellules V79) et de souris (20-jour- de vieilles souris) de fibroblastes (cellules I929), qui sont utilisés pour des expériences médicales en Chine, et par l'Institution administrative indépendante de technologie d'évaluation de produits (IAIPET). Nous avons divisé les ions monomères élémentaires fournis par le Comité technique de normalisation de l'évaluation biologique des dispositifs médicaux (TCSBMD) en trois groupes, comme le montre la figure 1, en fonction de leurs réactions avec le corps humain (organismes vivants).
Le vanadium (V), le nickel (Ni) et le cuivre (Cu) sont reconnus comme hautement toxiques et la mort cellulaire se produit en peu de temps à une concentration de parties par million (×{{0}}) de ces éléments. Les résultats de l'expérience avec le vanadium (V) et le nickel (N) dans les cellules V79 sont présentés dans la figure 2. Les résultats du test d'immersion d'une semaine ont montré que toutes les cellules sont mortes lorsque le nickel était d'environ 10 × 10-6 ( pm=parties par million), tandis que le vanadium (V) avait deux chiffres de moins et toutes les cellules sont mortes lorsque le vanadium était d'environ 0,6 × 10-6. Deuxièmement, lorsque les tissus durs (os) et les tissus mous (tendons) de petits animaux, comme les rats et les lapins, étaient enfouis dans des tôles pour être testés, il est certain que ces métaux toxiques provoquaient une nécrose des tissus durs (os) et tissus mous (tendons) dans la partie de contact.
Énergie de formation de la population cellulaire a-V79 en relation avec la concentration en ions nickel (Ni).
Énergie de formation de la population cellulaire b-V79 par rapport à la concentration en ions vanadium (V).
L'autre groupe est indiqué comme étant nocif, en état d'implantation et d'attache, dans le tissu fibreux au niveau du site de contact, formant une sorte de réaction de biomasse pour être rejeté à l'extérieur du corps, et c'est le cas du fer, aluminium, or, argent, etc. Les matériaux métalliques généraux tels que l'acier inoxydable SUS 304L et l'acier inoxydable SUS 36L ainsi que les alliages cobalt-chrome appartiennent à ce type. La pièce métallique incrustée dans les tissus durs, qui n'est pas fusionnée avec les cellules osseuses, est retirée en douceur et sans résistance lors du test d'extraction effectué quelques semaines plus tard.
Le troisième groupe a le moins de réaction avec les organismes vivants et convient à l'implantation et à la fixation du titane, du zirconium, du niobium, du tantale, du platine, etc. Lorsque ces métaux sont implantés ou attachés à des organismes vivants, ils sont étroitement liés aux tissus durs et mous et deviennent somatisés.
En conséquence, le titane est un métal sûr car il est moins susceptible de causer des dommages aux organismes vivants. Lorsque des alliages de titane sont utilisés, les éléments d'alliage utilisés sont moins résistants à la corrosion que le titane pur, et lorsque la corrosion se produit, les éléments d'alliage sont dissous. Il est nécessaire de choisir des éléments d’alliage résistants à la corrosion et non invasifs. Dans les alliages de titane, l'alliage Ti-6AI-4V est utilisé depuis longtemps dans la fabrication d'avions et dans les équipements d'ingénierie résistants à l'eau de mer, et compte un grand nombre d'exemples d'utilisation. Dans le domaine médical, les alliages ELI, qui présentent une bonne résistance à la corrosion (faible teneur en fer, en oxygène et en hydrogène), sont utilisés depuis longtemps. Cependant, récemment, dans le cadre de la recherche et du développement d'alliages de titane pour l'implantation et le placement, nous avons standardisé l'alliage Ti-13Nb-13Zr en remplaçant le vanadium (V) par du niobium (Nb), qui est un alliage non nocif, basé sur le rapport sur la mutagénicité du monomère (ASTM, ISO). Il existe également un alliage agressif et bien accueilli qui expulse l’aluminium qui sera bientôt disponible.
