Trong nhiều thập kỷ, Titanium nguyên chất (Grade 4) là tiêu chuẩn vàng trong cấy ghép nha khoa nhờ khả năng tương thích sinh học tuyệt đối. Tuy nhiên, dưới lăng kính của Luyện kim học, Titanium tinh khiết lại bộc lộ một tử huyệt cơ học: Giới hạn bền kéo (Tensile strength) tương đối thấp. Khi đối mặt với những khe răng cửa siêu hẹp hoặc những bệnh nhân có mào xương mỏng, việc chế tác một trụ Implant đường kính nhỏ (dưới 3.3mm) bằng Titanium Grade 4 sẽ đối mặt với nguy cơ gãy nứt mỏi vật liệu tàn khốc dưới áp lực nhai.
Để vượt qua rào cản vật lý này, kỹ thuật vật liệu y sinh đã tái cấu trúc cấu tạo trụ implant bằng một thế hệ siêu hợp kim mới: Titanium - Zirconium (Ti-Zr, điển hình là Roxolid). Bằng cách bổ sung khoảng 13-15% Zirconium vào ma trận Titanium, cấu trúc mạng tinh thể kim loại bị xô lệch có chủ đích (Solid solution strengthening). Các nguyên tử Zirconium chèn vào mạng tinh thể Titan, tạo ra một rào cản vật lý cản trở sự trượt của các nếp đứt gãy vi mô.
Kết quả là hợp kim Ti-Zr có độ bền cơ học cao hơn tới 50% so với Titanium tinh khiết, nhưng lại bảo toàn 100% khả năng Tích hợp xương (Osseointegration) vượt trội. Bước tiến luyện kim này cho phép các bác sĩ cấy ghép những trụ Implant có kích thước nhỏ như que tăm nhưng sức mạnh chịu tải tương đương một khối thép khổng lồ, cứu vãn hàng triệu ca thiếu hụt xương trầm trọng mà không cần phải trải qua những ca phẫu thuật ghép xương đau đớn.
Để vượt qua rào cản vật lý này, kỹ thuật vật liệu y sinh đã tái cấu trúc cấu tạo trụ implant bằng một thế hệ siêu hợp kim mới: Titanium - Zirconium (Ti-Zr, điển hình là Roxolid). Bằng cách bổ sung khoảng 13-15% Zirconium vào ma trận Titanium, cấu trúc mạng tinh thể kim loại bị xô lệch có chủ đích (Solid solution strengthening). Các nguyên tử Zirconium chèn vào mạng tinh thể Titan, tạo ra một rào cản vật lý cản trở sự trượt của các nếp đứt gãy vi mô.
Kết quả là hợp kim Ti-Zr có độ bền cơ học cao hơn tới 50% so với Titanium tinh khiết, nhưng lại bảo toàn 100% khả năng Tích hợp xương (Osseointegration) vượt trội. Bước tiến luyện kim này cho phép các bác sĩ cấy ghép những trụ Implant có kích thước nhỏ như que tăm nhưng sức mạnh chịu tải tương đương một khối thép khổng lồ, cứu vãn hàng triệu ca thiếu hụt xương trầm trọng mà không cần phải trải qua những ca phẫu thuật ghép xương đau đớn.
