journal article·2018-09Open access

Zirconium Alloys for Orthopaedic and Dental Applications

Afrin Mehjabeen, Tingting Song, Wei Xu, Hui Ping Tang, Ma Qian

Advanced Engineering Materials· Volume 20· Issue 9

Abstract

Zirconium alloys for biomedical applications are receiving increasing attention due to their two unique properties: 1) the formation of an intrinsic bone‐like apatite layer on their surfaces in body environments, and 2) better compatibility with magnetic resonance imaging (MRI) diagnostics due to their low magnetic susceptibility, as well as their overall excellent biocompatibility, mechanical properties, and bio‐corrosion resistance. In particular, since both of the MRI quality and speed depend on magnetic field strength, there is a compelling drive for use of high magnetic field strength (>3 Tesla) MRI systems. This paper provides a comprehensive review of the characteristics of commercially pure (CP) Zr and Zr‐based alloys as orthopaedic and dental implant materials. These include their 1) phase transformations; 2) unique properties including corrosion resistance, biocompatibility, magnetic susceptibility, shape memory effect, and super‐elasticity; 3) mechanical properties; 4) current orthopaedic and dental applications; and 5) the d‐electron theory for Zr alloy design and novel Zr‐alloys. The mechanical properties of Zr‐based bulk metallic glasses (BMGs) and their application as implant materials are also assessed. Future directions for extending the use of Zr‐alloys as orthopaedic and dental implants are discussed.
Source: crossref · Quality: baseline

Research context

OpenAlex topics: Metallic Glasses and Amorphous Alloys · Advanced materials and composites · Bone Tissue Engineering Materials

SciVX discovery tags are terminology-based. OpenAlex topics are source-provided classifications.

Affiliations

Centre for Additive Manufacturing School of Engineering RMIT University Melbourne VIC 3000 Australia

Department of Engineering Macquarie University Sydney NSW 2109 Australia

State Key Laboratory of Porous Metal Materials Northwest Institute for Non‐Ferrous Metal Research Xi'an 710016 P. R. China

Funding

Australian Research Council

References (100+)

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