医療分野において、人工関節、骨プレート、スクリュー、または心血管ステントなどのインプラントが必要な場合、チタンとその合金（Ti-6Al-4Vなど）は、金属材料の中で間違いなく最も好ましい選択肢です。これは偶然ではなく、人体と高い調和を保つチタンの独特な特性の組み合わせに由来します。その主な利点は、以下の点にあります。
生体適合性はインプラント材料の最優先事項であり、毒性のある副作用や拒絶反応を引き起こすことなく、人体組織、血液、骨と平和的に共存できる材料の能力を指します。
安定した不動態層: チタンは、表面に非常に緻密で安定した、自己修復型の酸化層を瞬時に形成します。この不活性膜は、基底のチタン金属が体液の複雑な環境によって腐食されるのを効果的に防ぎ、金属イオンの放出を大幅に削減します。対照的に、他の金属（ステンレス鋼やコバルトクロム合金など）は、長期的なインプラント中に微量のイオン（ニッケル、クロム、コバルトなど）を放出し、アレルギー、炎症、またはその他の有害反応を引き起こす可能性があります。この特性により、チタンは人体内で最も「静か」で「無害」な金属の一つとなっています。
インプラントは適合性があるだけでなく、その機械的特性も人間の骨の特性と一致している必要があり、これは「機械的適合性」として知られる重要な概念です。
高い強度対重量比と低い弾性率: チタン合金は非常に高い強度対重量比を持ち、十分な機械的強度を確保しながら、インプラントを軽量化できます。さらに重要なのは、その弾性率（硬さの尺度）がステンレス鋼やコバルトクロム合金よりもはるかに低く、人間の骨のそれに近いことです。インプラント（骨プレートなど）が硬すぎると、ほとんどの応力を負担し、その下の骨が「応力遮断」により骨粗鬆症になり萎縮する可能性があります。チタン合金の適度な硬さは、骨のより正常な応力分布を維持し、治癒と長期的な骨の健康を促進します。
これは、整形外科および歯科におけるチタンの核心的で、しばしばかけがえのない利点です。
骨結合とは、線維性結合組織を介さずに、生きた骨と荷重を支えるインプラントの表面との間の直接的な構造的および機能的な接続を指します。チタンの表面特性、特に粗面化または多孔質加工後、骨細胞が付着、移動、および成長するための優れた足場を提供します。新しい骨組織はチタンの微細孔に成長し、単なる機械的固定ではなく、強固な「生物学的ロック」を形成します。この強力な統合は、インプラントの長期的な安定性を保証し、緩みや破損のリスクを大幅に軽減します。
要約すると、チタンは、比類のない生体適合性、よく適合した機械的特性、および独自の骨結合能力により、人体インプラントの最良の選択肢です。化学的に安定で無毒であるだけでなく、機械的および生物学的レベルの両方で人体と相乗的に作用し、再建と修復をサポートします。これは、現代の医療材料科学における画期的な発見を表しています。
