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钛Ti在人体中分布广泛，正常人体中的含量为每70kg体重不超过15mg。虽然含量不高，但已证实钛能刺激吞噬细胞，使免疫力增强。

在生物医用金属材料中，钛及钛合金凭借优良的综合性能，成为人工关节(髋、膝、肩、踝、肘、腕、指关节等)、骨创伤产品(髓内钉、钢板、螺钉等)、脊柱矫形内固定系统、牙种植体、牙托、牙矫形丝、人工心脏瓣膜、介入性心血管支架等医用内植物产品的shou选材料。

医用钛合金制成的置换用人工髋关节

由于人体髋部的球窝关节高强度的工作，钛金属会随着时间流逝而慢慢磨损并进入血液。虽然钛本身无毒，但是血液中的钛含量水平能够帮助医 疗服务提供者了解植入体降解的程度。因此，监控植入人工髋关节的患者血清或髋关节抽出物中钛含量十分重要。

但是由于种种因素限制（包括浓度低、众多潜在的光谱干扰和复杂的人体体液基质）想要准确测量血清中的钛含量比较困难。本研究将探索如何分析血清中的钛含量，寻找有助于克服这种困难的仪器参数和方法。本实验仅用于研究用途，不用作诊断评价。

样品

认证的标准物质：正常水平微量元素的血清（UTAK^® Laboratories Inc., Valencia,California, USA）

患者样品（血清和髋关节抽出物）来自University Hospital Saint-Louis -Lariboisière - Fernand-Widal, Paris, France。

实验

血清和抽出物均使用0.2% HNO₃稀释20 倍。  

总钛分析时使用标准加入法，其中校准曲线的基质是稀释了20 倍的血清。

所有分析都在PerkinElmer NexION^® 2000 ICP-MS 上进行，分析条件如下表。所有分析和数据处理均通过ICP-MS 软件的Syngistix™和Syngistix 纳米颗粒应用模块来进行。

由于钛同位素存在诸多潜在干扰，因此分析过程中使用氨作为反应气体，将钛转换为Ti-NH₃ 簇/[TiNH(NH₃)₄]（m/z 131）。

对三个样品进行了分析。它们（稀释20 倍）的结果参见下表。对UTAK 血清中进行钛加标0.5 μg/L，回收率为98%，证明此方法是准确的。患者样品中的钛含量更高，特别是在血清中。

使用NIST认证的1898 TiO₂ 纳米微粒，我们对0.2% HNO₃ 中的1 μg/L TiO₂ 纳米颗粒悬浮液进行分析。下图显示实时信号与时间曲线图、粒径与频率柱状图，说明zui大概率粒径为80 nm，与NIST 认证中所示的71-83 nm 非常接近。

接下来，对UTAK血清、患者抽出物和患者血清进行Ti纳米颗粒和溶解态钛评估。

UTAK血清三次独立分析的SP-ICP-MS结果如下表。几乎没有检测到钛颗粒。此结果与所有测量数据均保持一致。

患者样品的SP-ICP-MS结果如下表，其颗粒含量远远高于标准物质，很可能是由于人工髋关节中钛磨损所致。除此之外，患者血清中溶解钛浓度与总钛分析的测量结果十分相近。

结论

利用NexION 2000 ICP-MS 的反应- 质量转移分析功能可准确测量血清中低含量的钛。通过将NH₃ 作为反应池气体，Ti⁺ 能够gao效反应形成TiNH(NH₃)₄⁺（m/z 13+ 同位素的一般干扰。该反应还能够有效测量血清中的钛纳米颗粒。结果表明，钛同时以溶解态和颗粒物状态存在于取自患者人工髋关节的样品中。初步研究显示，使用SP-ICP-MS 进行植入体磨损的早期检测，有很大希望。

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