Το τιτάνιο είναι ένα ισχυρό, ελαφρύ, ασημί-γκρι μέταλλο που βρίσκεται αρκετά συχνά σε πυριγενή πετρώματα και γεωλογικές αποθέσεις. Το τιτάνιο έχει μια σειρά από εντυπωσιακές ιδιότητες, συμπεριλαμβανομένης της ικανότητας δέσμευσης με ανθρώπινο οστό σε μια διαδικασία που ονομάζεται βιοενσωμάτωση ή οστεοενσωμάτωση. Λόγω αυτού και του γεγονότος ότι το σώμα δεν θα το απορρίψει, αυτό το μέταλλο μπορεί να χρησιμοποιηθεί για διάφορους ιατρικούς και οδοντιατρικούς σκοπούς. Οι αντικαταστάσεις ισχίου και γόνατος, για παράδειγμα, συχνά περιλαμβάνουν τη χρήση εμφυτεύματος τιτανίου.
Οι μοναδικές ιδιότητες του τιτανίου το καθιστούν ιδιαίτερα κατάλληλο για ιατρικές εφαρμογές. Είναι πολύ ισχυρό για το βάρος του, ουσιαστικά μη μαγνητικό και απόλυτα συμβατό με το ανθρώπινο σώμα. Αυτό είναι ιδιαίτερα αξιοσημείωτο, επειδή τα μεταλλικά στοιχεία δεν βρίσκονται σε πολλά σημεία στο ανθρώπινο σώμα. Όπου υπάρχουν μέταλλα, είναι σχεδόν πάντα εκεί ως μέρη άλλων μορίων και συμπλεγμάτων και όχι σε στοιχειακή μορφή. Τέτοια είναι η περίπτωση του σιδήρου, ο οποίος συνδέεται με το οξυγόνο στην κυκλοφορία του αίματος.
Περίπου ένα εκατομμύριο ασθενείς παγκοσμίως υποβάλλονται σε θεραπεία κάθε χρόνο για αντικατάσταση αρθριτικών ή κατεστραμμένων ισχίων και γονάτων. Η γκάμα των διαθέσιμων κραμάτων τιτανίου επιτρέπει στους σχεδιαστές εμφυτευμάτων να προσαρμόσουν στενά το υλικό για την επιθυμητή εφαρμογή του. Ένα εμφύτευμα τιτανίου από το σωστό κράμα δεν θα διαβρωθεί μια φορά μέσα στο σώμα, όπως θα έκανε ένα εμφύτευμα από οποιοδήποτε άλλο μέταλλο. Είναι ένα από τα λίγα υλικά που φυσικά ικανοποιούν κάθε απαίτηση για εμφύτευση στο ανθρώπινο σώμα.
Ένα επιπλέον πλεονέκτημα που προσφέρει το τιτάνιο είναι ότι υπάρχουν τρόποι με τους οποίους γίνεται η επεξεργασία της επιφάνειας ενός εμφυτεύματος τιτανίου έτσι ώστε να ενθαρρύνεται περαιτέρω η οστεοενσωμάτωση. Για παράδειγμα, το να δώσετε στο εμφύτευμα μια τραχιά επιφάνεια και να το επεξεργαστείτε με έναν βιοδραστικό παράγοντα όπως ο υδροξυαπατίτης, θα διεγείρει την οστεοενσωμάτωση και θα αυξήσει επίσης τη διάρκεια ζωής του εμφυτεύματος. Αυτό έχει ιδιαίτερη σημασία για τους νεότερους ασθενείς, αλλά και για τους ηλικιωμένους ασθενείς, καθώς αυξάνεται το προσδόκιμο ζωής.
Ο τομέας της οδοντιατρικής βρίσκει ολοένα και περισσότερο χρήση και για εμφυτεύματα τιτανίου. Ένα εμφύτευμα τιτανίου για οδοντιατρική χρήση θα αποτελείται συνήθως από μια βίδα που μοιάζει με τη ρίζα ενός δοντιού και έχει είτε λεία είτε τραχιά επιφάνεια. Η «ρίζα» τοποθετείται στο οστό της γνάθου και η διαδικασία της οστεοενσωμάτωσης επιτρέπεται να πραγματοποιηθεί για αρκετές εβδομάδες ή μήνες. Την κατάλληλη στιγμή, ένας οδοντίατρος θα προσαρτήσει στη συνέχεια μια κορώνα στη ρίζα. Επειδή η ρίζα είναι ήδη ενσωματωμένη, ο ασθενής μπορεί αμέσως να χρησιμοποιήσει το νέο εμφύτευμα σαν να ήταν φυσικό δόντι.