鈦具有密度低，為4.5克/立方厘米，是鋼的60%左右，重量輕可以增加病人舒適感和活動(dòng)功能。強(qiáng)度高，比強(qiáng)度大，外科手術(shù)中，植入物的強(qiáng)度水平應(yīng)高于自然骨，鈦及鈦合金的屈服強(qiáng)度為207-1379MPa，而自然骨為83-117MPa，故能夠滿(mǎn)足性能要求。無(wú)磁；導(dǎo)熱系數(shù)小，僅為鋼的1/5，鋁的1/3，銅的1/2；線(xiàn)膨脹系數(shù)小，為碳鋼的1/5，為不銹鋼的一半；植入物和自然骨之間彈性模量的協(xié)調(diào)，對(duì)于延長(zhǎng)使用壽命至關(guān)重要，自然骨必須彎而不斷。骨的低彈性模量約為16.5×103MPa，而鈦為鈷和不銹鋼之半，即102.7-113.3×103MPa。鈦的彈性模量低，對(duì)于人體接受植入件非常重要，同時(shí)減少了結(jié)合界面上的附加應(yīng)力，延長(zhǎng)了系統(tǒng)的使用壽命。抗阻尼性低；耐熱性好，在500℃左右仍能保持良好的機(jī)械性能；耐腐蝕性能好[1]。
基于以上特性，這為鈦在牙科、人體移植、人體矯形外科方面，以及在制藥設(shè)備、醫(yī)療器械等方面應(yīng)用提供了條件和基礎(chǔ)，具有較好的前景。目前，主要應(yīng)用的鈦合金有：純鈦，Ti-6Al-4V，Ti-6Al-4VELI，Ti-6Al-7Nb，新型β型鈦合金，Ti-Ni合金等。本文探討的就是鈦在這些方面的應(yīng)用。
鈦及鈦合金的牙科應(yīng)用
由于鈦具有優(yōu)良的耐蝕性及人體親和性，且考慮金屬過(guò)敏性及比強(qiáng)度等適于在牙科領(lǐng)域應(yīng)用。
牙外科使用的金屬，從二十世紀(jì)二十年代的汞合金及金屬牙冠等開(kāi)始，六十年代主要使用金、銀、鈀合金，七十年代以后不銹鋼成為牙齒矯正用永久性和可拆卸器械最常用的材料，九十年代鈦鑄造技術(shù)得以推廣應(yīng)用。牙科利用鈦精鑄機(jī)鑄造有尺寸精度高、無(wú)氣泡及縮孔等特點(diǎn)
在用于人體硬組織修復(fù)的金屬材料中，鈦的彈性模量與人體組織最接近，這可以減輕金屬種植體與骨組織之間的機(jī)械不適應(yīng)性。鈦的熱導(dǎo)率是所有牙科修復(fù)用金屬材料中最低的，見(jiàn)表1熱導(dǎo)率低可以減輕對(duì)帶齒冠牙齒牙髓的熱刺激，對(duì)牙齒修復(fù)很重要。鈦制嵌體、全冠等具有保護(hù)牙髓，避免冷熱刺激的作用。
牙科用鈦在材質(zhì)方面，原多為純鈦，但其強(qiáng)度不足，難以研磨，存在耐磨性差，易產(chǎn)生鑄造缺陷及質(zhì)量不穩(wěn)定等特點(diǎn)。鈦合金強(qiáng)度較高，最常用的是Ti-6Al -4V合金，但由于金屬V對(duì)人體有害，改用Nb代替V，研制成功Ti-6Al-7Nb合金，它具有優(yōu)良的耐蝕性，且對(duì)人體基本無(wú)害，還具有塑性強(qiáng)、研磨性?xún)?yōu)良等其它優(yōu)點(diǎn)，已取得了ASTM標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)可。目前超彈性Ti-Ni合金正推廣應(yīng)用于牙齒矯直。
從二十世紀(jì)八十年代起發(fā)達(dá)國(guó)家就開(kāi)始研究鈦在口腔修復(fù)中的應(yīng)用，首先用于牙種植，以后又用于義齒支架、冠橋和牙正絲，目前鈦可作牙冠、冠釘、固定橋、烤瓷橋、粘結(jié)橋、義齒卡環(huán)、基托、連接裝置和加強(qiáng)裝置，幾乎義齒所有金屬部件都可用鈦來(lái)制作。鈦及鈦合金的研究已成為牙科應(yīng)用合金研究的一個(gè)熱點(diǎn)。
鈦合金烤瓷牙能很好的恢復(fù)牙體形態(tài)和功能，且強(qiáng)度高，外形美觀，色澤穩(wěn)定，表面光滑、耐磨損、耐腐蝕，是一種永久的修復(fù)體，適用于一切固定牙，尤其是它的生物相容性好，對(duì)鎳離子敏感的人比較適合，現(xiàn)已被廣泛推廣應(yīng)用于牙的修復(fù)。
鈦在移植方面的應(yīng)用
人工關(guān)節(jié)及人工骨替代材料應(yīng)具備以下幾個(gè)基本性質(zhì)：輕質(zhì)高強(qiáng)材料，具有生物相容性、耐蝕性，植入物在體內(nèi)所發(fā)生的組織反應(yīng)不引起材料的劣化，重復(fù)應(yīng)力引起的疲勞、破損少等性質(zhì)。
金屬植入體最重要的性能是成形型、機(jī)加性和拋光性，在預(yù)期的壽命期內(nèi)必須保持功能，在經(jīng)受疲勞、磨耗、腐蝕和沖擊載荷時(shí)不會(huì)劣化，鈦及鈦合金符合全部上述要求[6]。
最早使用的牙托粉、聚丙烯、有機(jī)玻璃等人工關(guān)節(jié)材料的強(qiáng)度低、易折、生物相容性較差。后來(lái)改用不銹鋼，但不銹鋼的比重較大，約為人體骨骼比重的2倍，而且在體內(nèi)受體液作用會(huì)出現(xiàn)腐蝕和斷裂。Co-Cr合金也是一種極好的人工關(guān)節(jié)材料，但遺憾的是，鈷、鉻元素均對(duì)人體有毒。而鈦和鈦合金的比重小（與人骨的比重相近）、強(qiáng)度大、機(jī)械加工好、耐蝕性能優(yōu)異，是一種理想的人工關(guān)節(jié)材料。
外科用移植材料規(guī)定使用的鈦材以純鈦和Ti-6Al-4VELI合金為主。最近，與人體親合性良好的移植材料Ti-6Al-7Nb及Ti-13Nb1-13Zr也取得了ASTM標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)可。
用鈦?zhàn)鋈嗽旃牵?xì)胞可在其上再生，骨骼可以生長(zhǎng)，鈦與人體骨、上皮、締造組織都具有良好的親合性。為了改善與人骨連接的植入材表面質(zhì)量，對(duì)粗化表面進(jìn)行生物陶瓷層也是較為有效的方法。
目前，鈦及鈦合金已廣泛用于人工骨關(guān)節(jié)、人工骨、接頭腳板、斷骨固定器、骨髓內(nèi)釘、人工心臟瓣膜、頭蓋骨等。據(jù)統(tǒng)計(jì)，中國(guó)每年對(duì)鈦合金人工關(guān)節(jié)的需求量超過(guò)5000套， 臨床應(yīng)用效果良好。
鈦在矯形外科的應(yīng)用
醫(yī)用鈦合金彈性模量比不銹鋼更接近于人體骨骼，適用于人體矯形手術(shù)中。
在矯形外科方面，多使用鈦鎳形狀記憶合金。研究表明NT-SMA是集耐磨、耐腐、形狀記憶效應(yīng)、偽彈性和聲阻尼等性能與一體的新材料，在骨科的應(yīng)用日趨廣泛，除了常用的接骨板、髓內(nèi)針、下頜骨內(nèi)固定、脊柱側(cè)彎矯正等外，上海長(zhǎng)海醫(yī)院又對(duì)NT-SMA進(jìn)行了系列設(shè)計(jì)與臨床應(yīng)用，如NT-聚髕器、NT-弧叉釘、NT-弓形器、NT-飛蜓器（專(zhuān)為骶骨重建而設(shè)計(jì)）等，取得了滿(mǎn)意的療效。
對(duì)于應(yīng)用到人體的鈦合金材料，各國(guó)仍在不斷努力探索，尋求更加安全可靠的新型鈦合金，為全世界人民造福。
鈦材在制藥工業(yè)中應(yīng)用
鈦在制藥業(yè)中主要用于制作容器、反應(yīng)器和加熱器等。
制藥生產(chǎn)中，設(shè)備經(jīng)常要接觸鹽酸、硝酸、硫酸等無(wú)機(jī)酸、有機(jī)酸及其鹽類(lèi)，設(shè)備因腐蝕經(jīng)常損壞，同時(shí)因鋼制設(shè)備帶來(lái)的鐵離子污染影響了產(chǎn)品質(zhì)量，采用鈦制設(shè)備則能解決這些問(wèn)題。例如，青霉素酯化釜、糖化罐、氯霉素薄膜蒸發(fā)器，安乃近反應(yīng)器、米吐?tīng)栠^(guò)濾器、硫酸二甲酯冷卻器、藥液過(guò)濾器等，都有選鈦材的先例，所生產(chǎn)的藥液的數(shù)量和質(zhì)量都不斷提高，而且質(zhì)量完全符合中國(guó)藥典的規(guī)定。
鈦在醫(yī)療器械中的應(yīng)用
鈦及鈦合金具有良好的耐蝕性，鈦無(wú)毒、無(wú)磁性，是醫(yī)療器械良好的選用材料。
在手術(shù)器械的發(fā)展史上，第一代手術(shù)器械多用碳鋼制做，由于電鍍后的性能達(dá)不到臨床使用要求而被淘汰。第二代為奧氏體、鐵素體和馬氏體不銹鋼手術(shù)器械，但不銹鋼成分中鉻有毒性，脫落的鍍鉻層對(duì)人體有一定影響，因此，出現(xiàn)了第三代——鈦手術(shù)器械[3]。鈦具有的重量輕特性，使之特別適于作顯微外科手術(shù)。鈦具有耐腐蝕、彈性好、不變形等，耐反復(fù)的清洗、消毒表面質(zhì)量不受影響；無(wú)磁性，能夠排除對(duì)微小、敏感植入電子器械的破壞威脅等特性，使鈦手術(shù)器械應(yīng)用越來(lái)越廣[3]。目前已用來(lái)制作手術(shù)刀片、止血鉗、剪刀、電動(dòng)骨鉆、鑷子等等。
在醫(yī)療器械中鈦制血管縫合針、胸骨縫合線(xiàn)，心臟外科手術(shù)器械之一的氧氣過(guò)濾器的鈦過(guò)濾片，心電圖機(jī)中用鈦?zhàn)鲭姌O，體外培養(yǎng)機(jī)中用鈦?zhàn)雠囵B(yǎng)器；醫(yī)用超聲粉碎機(jī)的探頭，血液運(yùn)輸箱自動(dòng)控制器，以及用于眼科手術(shù)鈦器械等，目前使用情況均良好[3]。
結(jié)語(yǔ)
我國(guó)鈦儲(chǔ)量占世界首位，已探明的鈦礦藏總量占世界的48%，從資源角度來(lái)講，中國(guó)有著發(fā)展鈦工業(yè)良好的物資保證條件。近年來(lái)我國(guó)鈦產(chǎn)業(yè)發(fā)展較快，2008年鈦加工材產(chǎn)量為 27737噸，是2000年2206噸的12.6倍[7]，鈦生產(chǎn)量已僅次于美國(guó)和俄羅斯，位居世界第三。鈦在我國(guó)醫(yī)學(xué)醫(yī)療領(lǐng)域應(yīng)用也在不斷擴(kuò)大，目前在牙科、制藥設(shè)備方面較為普遍，已得以推廣，在移植、矯形及器械方面還需進(jìn)一步加強(qiáng)。
綜上所述，鈦由于具有其他金屬無(wú)法比擬的優(yōu)良性能和生物親合性，在醫(yī)療醫(yī)學(xué)方面應(yīng)用越來(lái)越廣泛，給人們帶來(lái)了幸福和希望，衷心期望鈦在醫(yī)療醫(yī)學(xué)領(lǐng)域應(yīng)用繼續(xù)不斷擴(kuò)大和發(fā)展，為世界人民造福。