1940年初期，钛合金的研发工作开始逐步进行，Bothe等人将钛应用于老鼠骨中，发现鼠骨与钛的相容性较好，没有不良反应发生。到了20世纪50～60年代，研发出了具有耐高温特性的钛合金，70年代初期又有一批耐蚀钛合金相继研制出，在80年代中期阶段，第2代无钒的a+β型钛合金(Ti-6Al-7Nb和Ti-5Al-2.5Fe)也被研制出，在临床中得到一定的应用，但该种合金中有毒元素Al和Fe会对人体带来一定的伤害，并且该合金的弹性模量还达不到真正股骨的标准，会产生“应力屏蔽”使种植体周围出现骨吸收的现象，引起种植体断裂或松动从而导致植入失败。到了1990年伊始，美国和日本开始致力于研究第三代新型的医用钛合金，其中以β型钛合金为主。

在选择适应于医用钛材料时，对于不同部位，材料的弹性模量、韧性、强度、耐蚀性等相关指标成为考虑的必备因素。于振涛等人将不同金属元素进行实验比较，他们的研究结果显示如下：V，Co，Cd，Cr，Ni，Hg等元素毒性较强，Fe，Al元素次之。在生物体内脾、肝、肾等部位发现有V的离子析出物，其生物毒性较大；而Al元素也会以Al盐形式在体内蓄积从而导致人体的神经系统紊乱以及相应器官受损。Ta，Mo，Zr，Sn，Pd，Hf，Nb等元素生物相容性较好，可以作为合金的添加元素。Mo，Sn，Zr，TaHf，Nb，Pd的化学稳定性好，并且Ta，Nb，Zr，Mo能够使合金的弹性模量降低，因此可以有效改善合金的稳定性能。综上分析，理想的生物医用钛合金可以选择的合金系包括Ti-Mo-Nb、Ti-Zr-Nb、Ti-Zr-Mo-Nb和Ti-Zr-Sn-Mo-Nb等。