امروزه فلز تیتانیوم، که به استحکام و سبکی معروف است، کاندیدایی ایده‌آل برای ساخت مفاصل مصنوعی لگن، زانو و سایر مفاصل بدن انسان است، اما درعین‌حال از این فلز در صنایع دیگر نیز استفاده می‌شود. نام تیتانیوم از تیتان (خدای خورشید) در اساطیر یونان باستان اقتباس شده است، اما این عنصر کاملاً جدید برای استفاده در طیف گسترده‌ای از فناوری‌های پیشرفته مناسب است.
تیتانیوم با نماد شیمیایی Ti و عدد اتمی 22، فلزی نقره‌ای رنگ است که برتری آن به چگالی کم، استحکام بالا و مقاومتش در برابر خوردگی است. از این فلز (به شکل دی‌اُکسید تیتانیوم) در ساخت رنگ، کاغذ، خمیردندان، کرم ضدآفتاب و لوازم آرایشی و به‌عنوان آلیاژ در ایمپلنت‌های زیست‌پزشکی و نوآوری‌های هوافضا استفاده می‌شود. نکته‌ی جالب‌توجه دیگر پیوند بین فلز تیتانیوم و استفاده از آن در پرینت‌های سه‌بُعدی است.
ترکیبات حاوی تیتانیوم گران‌قیمت هستند و وقتی صحبت از فناوری‌های فرآوری سنتی می‌شود، استفاده از این فلز گران‌قیمت ممکن است مشکل‌ساز باشد. به‌عنوان مثال، نقطه‌ی ذوب بالای این فلز (در 1670 درجه‌ی سانتیگراد، بسیار بالاتر از آلیاژهای فولادی) خود چالش بزرگی است.
دقت بالا و کم‌هزینه‌بودن استفاده از فناوری پرینت سه‌بُعدی، باعث می‌شود استفاده از فلز گران‌بهای تیتانیوم در این روش تحول‌آفرین باشد. با استفاده از فناوری پرینت سه‌بُعدی می‌توان هر شکلی را به‌صورت لایه‌لایه ساخت و بدین‌منوال طراحان قادرند اشکال شگفت‌انگیزی را خلق کنند.
این قابلیت، این امکان را فراهم می‌آورد تا اشکال پیچیده‌ای مانند مفاصل مصنوعی فَک، پاشنه‌ی پا، لگن، ایمپلنت‌های دندانی یا صفحات مورداستفاده در ترمیم استخوان‌های جمجمه (از طریق جراحی) توسط پرینترهای سه‌بُعدی تولید شوند. همچنین از این فلز برای ساخت چوب گلف و قطعات هواپیما نیز استفاده می‌شود.
سازمان پژوهش‌های علمی و صنعتی همسود CSIRO در حال همکاری با صنایع مختلف برای توسعه‌ی فناوری‌های جدید در چاپ سه‌بُعدی با استفاده از فلز تیتانیوم است. پیشرفت درحوزه‌ی فناوری پرینت سه‌بُعدی، راه‌های جدیدی را برای بهبود عملکرد ایمپلنت‌های تیتانیومی سفارشی‌سازی‌شده باز می‌کند. چنین ایمپلنت‌هایی را می‌توان مُتخلخل طراحی کرد تا وزن کمتری داشته باشند، اما به خون، موادمغذی و اعصاب اجازه عبور دهند و حتی بتوانند رشد استخوان را نیز تقویت کنند.
فلز تیتانیوم به‌دلیل مقاومت در برابر خوردگی ناشی از مایعات بدن، زیست‌سازگارترین فلز، بی‌ضرر و غیرسمی برای بافت زنده تلقی می‌شود. توانایی این فلز برای مقاومت در محیط نامساعد بدن در نتیجه‌ی لایه‌ی محافظی از اُکسید تیتانیوم است که به‌طور طبیعی در حضور اکسیژن بر روی سطح فلز شکل می‌گیرد.
توانایی فلز تیتانیوم در پیوند فیزیکی با استخوان نیز موجب برتری این فلز نسبت به موادی می‌شود که برای پیوند فیزیکی با استخوان نیاز به مواد چسباننده دارند. ایمپلنت‌های تیتانیوم ماندگاری طولانی‌تری دارند و جداسازی آنها از بخش‌های مختلف بدن، در مقایسه با موارد مشابه، نیازمند صرف نیروی بیشتری است.
آلیاژهای تیتانیوم، مورداستفاده‌ی معمول در ایمپلنت‌هایی که وزن بدن را تحمل خواهند کرد، نسبت به فولاد ضدزنگ یا آلیاژهایی بر پایه‌ی کبالت به‌طور قابل‌توجهی محکم‌تر و از نظر عملکرد به استخوان انسان نزدیک‌تر هستند.
فلز تیتانیوم در حالت طبیعی، همیشه در پیوند با عناصر دیگر، معمولاً در سنگ‌های آذرین و رسوبات حاصل از آنها یافت می‌شود. متداول‌ترین مواد استخراج‌شده حاوی تیتانیوم ایلمنیت (نوعی اُکسید آهن-تیتانیوم، FeTiO3) و روتیل (نوعی اُکسید تیتانیوم، TiO2) هستند.
منابع ایلمنیت در چین به‌فراوانی یافت می‌شوند، حال‌آنکه استرالیا، طبق اطلاعات موسسه‌ی ژئوساینس استرالیا ، دارای بیشترین منابع جهانی روتیل، یعنی حدود 40٪ منابع جهانی این ماده است. منابع این ماده در استرالیا بیشتر در سواحل شرقی، غربی و جنوبی این قاره یافت می‌شوند.
به‌طورکلی هر دو ماده از ماسه استخراج می‌شوند و سپس تیتانیوم از سایر موادمعدنی موجود در ماسه جدا می‌شود. استرالیا با تولید بیش از 1.5 میلیون تُن تیتانیوم در سال 2014 یکی از تولیدکنندگان پیشروی این فلز در جهان است. آفریقای جنوبی و چین به ترتیب با تولید 1.16 و 1 میلیون تُن، در جایگاه‌های بعدی قرار دارند.
فلز تیتانیوم در میان ده عنصر فراوان پوسته‌ی زمین قرار دارد. درحال‌حاضر، منابع این فلز در معرض تهدید نیستند و این خبر خوبی برای دانشمندان و مبتکرانی است که دائماً به دنبال یافتن راه‌های جدید استفاده از فلز تیتانیوم برای بهبود زندگی بشر هستند.
