医療分野で最もよく使われる金属「チタン」

我が国の高齢化に伴い、心血管疾患の発生率は年々増加しており、心臓ステントやバイパス、ペースメーカー植込み手術を必要とする患者様が増えています。 そのため、心臓血管修復材料（人工心臓弁、血液フィルター、ペースメーカー、人工心臓ポンプなど）の研究が医学界から大きな注目を集めています。

人体にはカリウム、ナトリウム、カルシウム、マグネシウムを含む 14 種類の金属元素が含まれており、体内の全金属イオンの 99% 以上を占めます。 これら4つの金属は医療には使用されていませんが、心臓にはチタンが選ばれました。 血管修復材料としてのチタンの魅力とは何でしょうか？

チタンは、控えめで独特の気質を備えた「生体親和性の金属」であり、鋼鉄のように丈夫で、アルミニウムのように軽く、健康的で環境に優しいことがわかりました。 チタンメタルの気質を一つ一つ明らかにしましょう。

鉄、銅、アルミニウムなどの金属は酸化して錆びてしまい、人体に悪影響を及ぼします。 しかし、チタンは生体との親和性が高いだけでなく、酸化しても酸化皮膜が形成されるだけで人体には無害です。 この酸化膜は強力な付着力、高い不活性性、そして非常に緻密な組織を持っています。 暖かく滑らかな感触を与えるだけでなく、内部のチタン合金を保護します。 人体の内部環境は基本的にチタンにダメージを与えることはありません。 百年海水に浸けても傷みません。

チタンは耐摩耗性と耐腐食性にも優れており、気管壁への刺激が少なく、後の人生において人体に積極的な影響を与えることはありません。 チタンには抗菌作用があり、人体に何十年も使用しても細菌が増殖することがありません。

チタンは非磁性で化学的に安定しています。 検出中に機器に干渉することはありません。 磁気共鳴分光法では、チタンに起因するアーティファクトはほとんどありません。

適性に加えて「耐久性」も十分です。 チタンの温度が315度以下であれば、酸化皮膜は安定した特性を維持でき、強度も十分に優れています。 引張強度・耐力が高く、復元力が大きく、成形後の変形が起こりにくい。 もちろん軽さも十分です。

1977年、我が国は工業化された純チタン製人工骨頭置換手術を患者に実施しました。 30年間の観察の結果、チタン製人工球の表面は滑らかで、直径も大きく変化せず、痛みもなく、長期の治療効果が良好であることが判明した。

チタンの「生体親和性」特性により、人体組織との生体適合性が高く、有毒な副作用がないため、医療分野で広く使用されています。

現在、外科用インプラントにおけるチタン合金の使用は年率 5%-7% で増加しています。 報告書によると、医療分野におけるチタンの応用は主に股関節と膝関節に集中しており、それぞれ40％と36％を占めている。 チタンは医療業界で重要な位置を占めるだけでなく、人間社会においても大きな役割を果たしています。 宇宙空間の過酷な条件に適応する航空宇宙用材料の最高峰であり、人体に安全に埋め込まれ身体の一部となる医療用材料でもあります。

そんな貴金属であるチタンが、これからもより多くの人々の日常生活に貢献し、より良い生活を送っていただけることを願っています。