① 工業(yè)純鈦，是最早用于人體醫(yī)療用途的鈦合金。中國人民解放軍總醫(yī)院于1977年對(duì)某患者進(jìn)行了工業(yè)純鈦人工股骨頭置換手術(shù)。30年后觀察發(fā)現(xiàn)，鈦假體球部表面光滑，直徑?jīng)]有明顯變化，用骨水泥固定鈦假體牢固，沒有松動(dòng)和下沉，與髖臼配合良好，髖關(guān)節(jié)活動(dòng)自如(包括屈、伸、外展、內(nèi)收、內(nèi)旋、外旋等)，無疼痛感，長期療效良好。

② Ti-6A1-4V 和 Ti-6AI-4VELI合金，是比較成熟的鈦合金，廣泛應(yīng)用于植人物材料。由于該合金含有毒元素釩，長期用于人體，恐有潛在有害影響。醫(yī)務(wù)界對(duì)此心存疑慮。

③ 第二代無釩醫(yī)用鈦合金。Ti-6AI-7Nb合金由瑞士Sulzer 醫(yī)學(xué)技術(shù)公司開發(fā)并投入臨床應(yīng)用，證明其具有更好的生物相容性，于1987年被納入瑞士SN056512標(biāo)準(zhǔn)。國內(nèi)由北京有色金屬研究院與寶雞有色金屬加工廠共同研制開發(fā)該合金，并通過醫(yī)學(xué)臨床應(yīng)用試驗(yàn)，該項(xiàng)目于 2001年度獲中國有色金屬工業(yè)科學(xué)技術(shù)一等獎(jiǎng)。此外，還有德國的Ti-5A1-2.5Fe合金、印度的 Ti-5A1-1.5B 合金，Ti-15Mo-5Zr-3A1、Ti-6A1-2Nb-1Ta等。

④ 新型β型鈦合金。20 世紀(jì)90年代，美、日不用釩、鋁等有毒元素，而用鉬、鈮、鉭、鋯等無毒元素開發(fā)了一系列新型β鈦合金。該類合金有兩個(gè)特點(diǎn):一是含高的穩(wěn)定元素;二是具有較低的彈性模量(E=55-80GPa)，這樣更接近致密人骨的彈性模量(E=28GPa)。美國開發(fā)的合金系列有:Ti-13Nb-13Zr、Ti-12M0-6Zr-2Fe(TMZF)、Ti-15Mo-2.8Nb-0.2S(Timetal 21SRX)、Ti-15Nb、Ti-16Nb-10Hf、Ti-15Mo-3Nb。日本開發(fā)的有:Ti-35Nb5Ta-7Zr和Ti-29Nb-13Ta(分別加上4.6Zr或4Mo或2Sn或4.6Sn或6Sn)等合金系列。

⑤ Ti-Ni合金。Ti-Ni形狀記憶合金是一種新型的功能材料，具有奇特的形狀記憶特性和相變偽彈性，Ti-Ni合金通常分為三類：單程記憶效應(yīng)合金；雙程記憶效應(yīng)合金；超彈性合金。應(yīng)具有優(yōu)良的生物相容性，耐蝕耐磨性、高抗疲勞性、與人體骨頭相近的彈性模量，該合金在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，可用于口腔、神經(jīng)外科、心血管胸外科、耳鼻喉科、肝膽科、泌尿外科及婦科等，產(chǎn)品包括牙齒矯形絲、根管銼、脊柱矯形棒、接骨板，髓內(nèi)針、髕骨爪、導(dǎo)絲、導(dǎo)針、心臟補(bǔ)片、血管支架、血栓濾器、食道支架、呼吸道支架、膽道支架、尿道支架、直腸支架。十二指腸支架、、外耳道支架、節(jié)育環(huán)等。

自28世紀(jì)80年代初內(nèi)支架治療在臨床上逐步興起以來，新型的內(nèi)支架的開發(fā)和研制工作不斷取得令人矚目的研究成果，一些新型的血管與非血管支架不斷涌現(xiàn)，目前常用內(nèi)支架已有10多種類型，從基本結(jié)構(gòu)來看，支架可分為兩類：回旋支架和網(wǎng)格支 架。網(wǎng)格型又分交叉網(wǎng)格型(改良型 walstent支架)和編織型(改良型Memotherm支架)等。目前又開發(fā)帶膜支架，防反流帶膜支架，覆膜材料有醫(yī)用硅橡膠、滌綸薄膜。

非血管支架有前列腺尿道支架、食管支架、氣管支架、膽管支架等。心血管支架主要以進(jìn)口為主，尤其是冠狀動(dòng)脈。我國自1989年以來在心血管方面進(jìn)行大量基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)，將Ti-Ni記憶合金支架放入外周血管、冠狀動(dòng)脈腔靜脈和腹主動(dòng)脈中進(jìn)行動(dòng)物實(shí)驗(yàn)， 結(jié)論是TINi合金血管支架具有良好的血液相容性，支架使血管內(nèi)血流暢通，沒有其他病變發(fā)生。同時(shí)，開始在外周血管、冠狀動(dòng)脈、腔靜脈和腹主動(dòng)脈中進(jìn)行了臨床應(yīng)用實(shí)驗(yàn)。

2.鈦在醫(yī)藥和食品工業(yè)中的應(yīng)用

在制藥工業(yè)中，用鈦制錨式或框式攪拌器、鈦制離心機(jī)、壓濾罐管道、列管式或盤管式換熱器等。

在化學(xué)制藥生產(chǎn)中廣泛使用搪瓷設(shè)備，其使用壽命較短，因此化工制藥生產(chǎn)使用鈦設(shè)備引人注目。鈦設(shè)備在制藥工業(yè)的應(yīng)用也取得較好的經(jīng)濟(jì)效益

(1)維生素B1生產(chǎn)

維生素B1即鹽酸硫胺，由于維生素B1是鹽酸鹽類，含有大量游離氯離子，它對(duì)不銹鋼有明顯的腐蝕作用，使用不到半年可導(dǎo)致成品藥中出現(xiàn)腐蝕產(chǎn)物，嚴(yán)重影響藥品品質(zhì)。工業(yè)純鈦TA3腐蝕率為 0.00088mm/a，鈦的耐腐蝕能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于不銹鋼。

東北制藥總廠鈦氣流干燥裝置采用了鈦設(shè)備，1977年制造旋風(fēng)分離器(直徑4450mm*2164mm)兩件；螺旋推進(jìn)加料機(jī)(直徑4100mm*500mm)一套；旋蝸體兩件及附屬管路。1979年制造袋濾器及附屬管路。1984年又制造兩臺(tái)加熱器和粉碎機(jī)，除散熱器外全部設(shè)備均由鈦材構(gòu)成，鈦設(shè)備使用超過20年以上。

該廠生產(chǎn)葡萄糖產(chǎn)品，其工藝過程中采用 38m2鈦薄膜蒸發(fā)器，管徑為22mm，壁厚2mm，長度 4.8m，共用 103 根鈦管。

(2) 硝氯酚和驅(qū)蛔凈(四咪唑)生產(chǎn)

制藥廠生產(chǎn)硝氯酚和驅(qū)蛔凈，應(yīng)用的是鈦錨式攪拌器和鈦壓濾罐。

生產(chǎn)獸藥硝氯酚的原料為硫酸、硝酸、冰醋酸及含氯的冰醋酸溶液。這些介質(zhì)對(duì)設(shè)備腐蝕嚴(yán)重，例如用于硝氯化罐中的不銹鋼攪拌器，使用24h就被腐蝕穿孔。使用的鈦錨式攪拌器未發(fā)現(xiàn)任何腐蝕現(xiàn)象，正常運(yùn)轉(zhuǎn)，解決了生產(chǎn)中的老大難問題。

驅(qū)蛔凈是一種高效驅(qū)腸道線蟲藥物。在生產(chǎn)過程中，設(shè)備接觸鹽酸、鹽酸鹽等強(qiáng)腐蝕性介質(zhì)，所以鋼材設(shè)備壽命都極短。漢江制藥廠應(yīng)用了鈦壓濾罐，多年來的運(yùn)轉(zhuǎn)效果十分顯著，一級(jí)產(chǎn)品率提高到100%。

(3)咖啡因生產(chǎn)

制藥廠生產(chǎn)咖啡因采用了鈦制容器，鈦制框式攪拌器?？Х纫蜍囬g縮合工序是以氰化鈉、鹽酸、醋酸、尿素等為原料，在100℃左右條件下反應(yīng)生成咖啡因中間體--氰乙酰脲。反應(yīng)罐中的攪拌器采用不銹鋼制造，一般壽命8~12個(gè)月，攪拌器上的螺絲每半個(gè)月就得更換一次。使用了鈦制框式攪拌器，使用壽命大為延長，減少了維修工作量，顯著地改善了勞動(dòng)環(huán)境，促進(jìn)了咖啡因的生產(chǎn)。

另外，制藥廠在咖啡因生產(chǎn)中采用鈦列管、鈦盤管換熱器等，也取得了顯著的效果。

(4) 氯霉素、安乃近生產(chǎn)

制藥廠生產(chǎn)化學(xué)合成藥品，主要有氯霉素、甲硝唑、安乃近等，使用了鈦熱交換器、升膜濃縮器、鈦硝化反應(yīng)鍋、鈦離心機(jī)。

武漢制藥廠1980年，首先做了鈦掛片試驗(yàn)，將鈦片置于腐蝕嚴(yán)重的吡唑酮水解設(shè)備內(nèi)，該設(shè)備內(nèi)接觸的主要腐蝕介質(zhì)是氯離子和稀硫酸。反應(yīng)溫度98℃，最后反應(yīng)濃度為9.5%~11%，兩個(gè)月后取出試片，經(jīng)稱重及觀察，該片失重幾乎為零，毫無被腐蝕 跡象。1980年加工了一臺(tái)鈦熱交換器(TA1鈦管規(guī)格中50mmx2.5mm)，1981年初用于生產(chǎn)。

在氯霉素回收工藝上制造了一套鈦合金(T1-0.3M0-0.8Ni)的升膜濃縮器，包括升膜蒸發(fā)器、列管預(yù)熱器、旋風(fēng)分離器各一臺(tái)在氯霉素離心過濾工藝中使用了鈦離心過濾機(jī)。

另外，食品工業(yè)與制藥業(yè)所使用的設(shè)備相類似，食品用鈦設(shè)備有：味精生產(chǎn)使用了鈦制過濾器。檸檬酸生產(chǎn)使用了鈦制反應(yīng)鍋和換熱器。

7.市場趨勢與展望

近30年來，我國植入性醫(yī)療器械市場發(fā)展速度驚人。2009年使用人工關(guān)節(jié)15萬例以上，骨折內(nèi)固定裝置100萬例以上，種植牙數(shù)萬例。過去10年的平均增長率一直保持在15%~30%之間，預(yù)計(jì)未來10年仍將以10%以上的速度增長。目前我國骨科和冠狀動(dòng)脈支架的市場規(guī)模已躍居世界第三位，僅次于美國成為第二位。鈦及鈦合金是與生物系統(tǒng)直接接合的最理想的金屬材料，隨著我國經(jīng)濟(jì)和醫(yī)療事業(yè)的發(fā)展，人民生活水平不斷提高，而且考慮到發(fā)展中國家人口眾多、老齡化明顯等因素，鈦及鈦合金在醫(yī)療行業(yè)中具有廣闊的應(yīng)用前景。