A titán széles körben elfogadott alapanyaga az ortopédiai és fogászati implantátumoknak, elsősorban azon képessége miatt, hogy a csontba közvetlenül be tud épülni, illetve kiváló korrózióállósága és biokompatibilitása miatt. Ugyanakkor azon titán-cirkónium ötvözetek (TiZr), amelyek 13-17% cirkóniumot tartalmaznak, jobb mechanikai tulajdonságokkal rendelkeznek, mint a tiszta titán. Ennek ellenére a titán-cirkónium nagy teherbírású implantátumok alkalmassága napjáig egy kevéssé kutatott és publikált terület maradt.
Az implantátum anyaga és a csont közötti rugalmassági modulusz különbsége az ún. „stress-shielding” hatáshoz vezet, ennek lényege, hogy az implantátum nagyobb merevsége vagy rugalmassági modulusza nagyobb mértékű implantátum körüli csontvesztést eredményez. Végeselemes szimulációval kimutatták, hogy az alacsonyabb rugalmassági modulusz pozitív hatással van a feszültség eloszlására a környező csontban, és ezáltal elősegíti a csontszövet képződését. A nanoindentáció eredményei szignifikánsan alacsonyabb rugalmassági moduluszt mutattak a titán-cirkónium ötvözetek esetében, mint a titán – ezt a megállapítást korábbi tanulmányok is bizonyították. Ennek valószínűleg az az oka, hogy a cirkóniummal történő ötvözés után megváltozott a szemcseméret és a szövetszerkezet. Mindazonáltal az alacsonyabb rugalmassági moduluszú implantátumanyagok előnyösek, mivel csökkentik a „stress-shielding” hatást, megakadályozzák a csontsorvadást, és elősegítik az implantátum osszeointegrációját.
Összegezve tehát a titán-cirkónium ötvözeteket alacsonyabb rugalmassági moduluszuk, nagyobb keménységük, az alfa fázis jelenléte és finomabb szemcseméretük, és szövetszerkezetük alkalmasabbá teszi a nagy teherbírású implantátumokhoz a kereskedelemben kapható tiszta titánhoz képest.
