氧化鋯陶瓷材料在牙科種植領(lǐng)域中的應(yīng)用

近年來，科學(xué)界對生物植入體的研究越發(fā)廣泛。植入體要想無副作用、長期穩(wěn)定地存在于生物體內(nèi)，必須具備優(yōu)異的耐磨、耐蝕性以及良好的生物相容性。植入體材料大致可分為金屬和非金屬材料，但金屬植入體的化學(xué)穩(wěn)定性差、生物相容性低，對周圍組織存在毒性，故而從改善臨床性能的角度考慮，生物植入體材料已從金屬轉(zhuǎn)向生物陶瓷。

圖 氧化鋯牙科修復(fù)，圖源：Ivoclar

氧化鋯陶瓷是牙科修復(fù)的優(yōu)選材料

氧化鋯材料作為新型精細(xì)陶瓷，憑借其優(yōu)異的機械性能、美學(xué)性能、穩(wěn)定性，目前已成為口腔修復(fù)領(lǐng)域的首選材料。

1) 美學(xué)性

氧化鋯的顏色明亮潔白，與天然牙齒的顏色比較接近，作為牙根的替換基材，比金屬種植體看起來更加自然，也消除了因金屬植入物造成的牙齦線變暗的可能，符合人們對審美的要求；

2) 衛(wèi)生

研究表明，氧化鋯種植體由于其較差的表面潤濕性能會減少細(xì)菌的黏附和生物膜積累，與鈦種植體相比，表面保留的牙菌斑更少，周圍組織發(fā)生炎癥反應(yīng)的風(fēng)險更低，這將促使種植體周圍的牙齦更加健康衛(wèi)生；

3) 強度

氧化鋯種植體的力學(xué)強度與鈦種植體相當(dāng)，同時具有極強的斷裂韌性和耐磨性，符合牙科種植體的強度要求；

4) 生物相容性

氧化鋯屬于生物惰性材料，具有優(yōu)良的生物相容性，對機體不產(chǎn)生毒性，不會引起過敏和炎癥反應(yīng)。

5) 化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定

氧化鋯具有穩(wěn)定的化學(xué)性能，抗腐蝕能力極強，能長期存在于口腔環(huán)境中不發(fā)生任何反應(yīng)。

6) 骨整合性能

研究表明，氧化鋯種植體與鈦種植體具有非常相似的骨性接觸，骨結(jié)合水平與鈦合金相當(dāng)，這些發(fā)現(xiàn)表明，氧化鋯種植體可以達(dá)到穩(wěn)固的骨質(zhì)穩(wěn)定性。

7) 良好的可加工型

氧化鋯陶瓷具有良好的可加工性能。常用加工方法有：鑄造（滑鑄）、燒結(jié)、IN-Ceram法、研磨、CAD/CAM等。

圖源Sagemax

8) 耐消毒滅菌性能

氧化鋯陶瓷完全可耐受常規(guī)消毒滅菌。種植體植入人體前須進行嚴(yán)格的滅菌處理，所以要求種植材料經(jīng)過高壓、高溫、消毒氣體或液體等滅菌方式后不會發(fā)生變性。此外，經(jīng)過消毒后，材料內(nèi)不能滯存消毒物質(zhì)，能保障種植過程的安全和成功。

9) X-射線阻射性

種植材料對X-射線的阻射性應(yīng)比骨組織高，且相差越大越有利于術(shù)中術(shù)后觀察。氧化鋯的X-射線阻射性比其它陶瓷高，它的X-射線線性吸收系數(shù)比氧化鋁大5.1倍，比磷灰石大1.6倍，所以相同厚度的氧化鋯與骨的X線對比更清晰，方便術(shù)后X-線觀察，利于評價骨/材料界面狀況，使得它比氧化鋁陶瓷等更有優(yōu)勢。

10) 導(dǎo)電、導(dǎo)熱性

傳統(tǒng)的合金離子釋放可引起流電效應(yīng)，可使病人感到極不舒服，且會引起金屬電化學(xué)腐蝕。而氧化鋯的電中性不會形成電偶，不會產(chǎn)生流電現(xiàn)象，則具有更好的耐腐蝕性，利于骨融合。

一般陶瓷都比金屬熱傳導(dǎo)率低，氧化鋯熱導(dǎo)率低，是激光加工的最好材料。且種植體在口內(nèi)修改時不會傳導(dǎo)熱量，避免引起組織損傷。

氧化鋯修復(fù)材料的種類

含氧化鋯的全瓷材料主要有：氧化釔穩(wěn)定氧化鋯(3Y-TZP)、氧化鎂穩(wěn)定氧化鋯(Mg-PSZ)、氧化鋯增韌氧化鋁((ZTA)等。牙科用氧化鋯一般加工成瓷塊形狀。

1）氧化釔穩(wěn)定氧化鋯(3Y-TZP)

氧化釔穩(wěn)定氧化鋯是目前人們研究最多的一類氧化鋯陶瓷?？谇谎趸喬沾梢?3%氧化釔穩(wěn)定的四方氧化鋯最為常用，又稱 3Y-TZP，是一種以 3 mol %的氧化釔為穩(wěn)定劑的四方氧化鋯陶瓷，主要應(yīng)用于牙冠和局部固定義齒修復(fù)。

2）Mg-PSZ陶瓷

Mg-PSZ陶瓷材料晶粒直徑較大30~60mm，且孔隙率較高，力學(xué)性能欠佳，目前還沒有將該材料應(yīng)用于醫(yī)用材料領(lǐng)域。

3）氧化鋯增韌氧化鋁陶瓷(ZTA)

經(jīng)典產(chǎn)品是In-Ceram氧化鋯陶瓷材料，法國Sadoun研制、德國Vita公司開發(fā)的In-Ceram 技術(shù)，是第一個成功用于全瓷冠橋的臨床修復(fù)技術(shù)，從固定橋修復(fù)的意義上說，也是目前可以手工制作的力學(xué)性能最好的全瓷修復(fù)技術(shù)。

以In-Ceram Zironia為代表，以氧化鋁陶瓷為基體，添加體積分?jǐn)?shù)為33%的12Ce-TZP，利用氧化鋯陶瓷的應(yīng)力誘導(dǎo)相變機理制成的一類陶瓷，用于代替In-Ceram Alumia。In-Ceram Zirconia 在玻璃滲透之前，可以進行注漿成型處理，注漿成型技術(shù)在燒結(jié)的過程中體積收縮非常小，但是會有8%-11%的殘留孔隙率，導(dǎo)致力學(xué)性能低于 3Y-TZP。

4）氧化鋁增韌的氧化鋯陶瓷(ATZ)

除了牙科修復(fù)外，氧化鋯陶瓷在醫(yī)療領(lǐng)域還被廣泛應(yīng)用于人工關(guān)節(jié)和醫(yī)療器械等方面。它具有生物相容性好、抗磨損性能強和耐腐蝕性能好等優(yōu)點，可以大大提高醫(yī)療設(shè)備的使用壽命和性能。歡迎產(chǎn)業(yè)鏈上下游企業(yè)加入醫(yī)用陶瓷產(chǎn)業(yè)微信群與我們交流，長按識別下方二維碼即可加入。

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