Mange af os kommer til at stifte nært bekendtskab med titan i løbet af vores levetid.
Titanium - eller titan - er nemlig yderst eftertragtet til proteser og implantater, da kroppens væv er ganske modtageligt over for stoffet.
Vores knogler vokser nemt sammen med titanium, og kroppens immunsystem accepterer som oftest dette fremmedlegeme som sit eget.
Som regel blandes nogle få procent aluminium eller vanadium sammen med titanen for at give legeringen den rigtige konsistens under udformningen, samt den rigtige styrke, når det er i brug.
Så længe legeringen er stabil, er det helt ufarligt for kroppen. Men hvis legeringen begynder at korrodere, eller bitte små partikler løsner sig fra legeringen, kan det være giftigt eller kræftfremkaldende. Det sker meget sjældent, men er alligevel en risko.
Ren titanium har ikke de rigtige egenskaber til proteser
»Det ville være en løsning, hvis man brugte 100 procent ren titan,« siger seniorforsker John Walmsley fra den norske forsknings enhed SINTEF.
Han leder arbejdet med at udvikle en metode til at fremstille ren titan med særlige egenskaber, så det lader sig forme og dermed kan benyttes til proteser og implantater.
»Problemet med rent titan, som vi får det fra leverandørerne, er, at det ikke har de rigtige mekaniske egenskaber til proteser eller implantater,« siger Walmsley.
Sammen med sine kolleger arbejder han på at udvikle en fremstillingsproces, som ændrer mikrostrukturen i metallet, så det får netop de ønskede egenskaber.
Titanium bliver knust og deformeret
»Ved at bruge en metode, som kaldes 'equal channel angular pressing' (ECAP), knuser og deformerer vi metallet, så kornstrukturen ændrer størrelse fra mikrometer til nanometer-skala,« siger John Waimsley.
»Hvis man derudover eftervarmer det, bliver det meget stærkere og kroppen har større tolerance over for det end et ubearbejdet stykke metal. Men det er stadig en meget dyr proces,« siger han.
Styrken forbedres også i det behandlede materiale.
»Ikke lige så meget som i legeringerne, men vi nærmer os,« siger Waimsley.
I et nyligt afsluttet projekt har Walmsley og kollegerne studeret, hvordan metallets nanostruktur ændrer sig i processen. Målet er at finde den optimale metode, som giver metallet de rigtige egenskaber.
»Udenlandsk forskning har vist, at biokompatibiliteten for bearbejdet titan er endnu bedre end for ren titan. De prøver, vi har sendt til test i tyske laboratorier, viser tilsvarende resultater,» siger han.
»Det afhænger sandsynligvis af overfladebehandlingen før testene. Men uanset hvad er resultaterne meget vigtige, fordi titan som udgangspunkt allerede er et rigtig godt materiale til medicinsk brug.«
© forskning.no. Oversat af Magnus Brandt Tingstrøm
