氧化鋁陶瓷具有優(yōu)異的耐磨性和生物惰性。其種類(lèi)包括α-Al2O3、ZTA、ATZ等,抗壓強(qiáng)度范圍300-700MPa。廣泛用于人工髖關(guān)節(jié)的軟元組件、牙科修復(fù)體等。例如德國(guó)CeramTec公司的高純度氧化鋁Alumina用于髖臼襯里,實(shí)現(xiàn)超過(guò)20年的優(yōu)異使用壽命;捷克Lasak公司的氧化鋁全瓷牙冠,采用CAD/CAM數(shù)字技術(shù)制造,高強(qiáng)度高透光,顯著提升患者舒適度。 氧化鋯陶瓷以高抗壓強(qiáng)度著稱,可達(dá)1200MPa,同時(shí)具有優(yōu)異的化學(xué)穩(wěn)定性。主要類(lèi)型包括3Y-ZrO2和Ce-ZrO2。廣泛應(yīng)用于全瓷牙科修復(fù)體、人工髖關(guān)節(jié)面等。例如德國(guó)Ivoclar Vivadent公司的IPS e.max ZirCAD多層氧化鋯全瓷修復(fù)體,臨床使用12年反映穩(wěn)定;瑞士Zimmer公司開(kāi)發(fā)的Ceramys植入體絲瓷表面,采用氧化鋯技術(shù),顯著改善了與骨組織的結(jié)合力。 生物活性陶瓷可促進(jìn)骨組織的再生與愈合。常見(jiàn)類(lèi)型包括HA、TCP和生物玻璃等。用于骨科植入物和填充物。例如意大利LASAK公司的Easy Grafts骨填充顆粒,含HA和β-TCP,有效促進(jìn)骨骼再生;中國(guó)雙骨科技公司開(kāi)發(fā)的MgO沸石生物活性玻璃骨水泥,可完全降解被吸收,顯著加速骨骼愈合。
微球磨是使陶瓷粉體粒徑微細(xì)均勻的技術(shù)。高能球磨機(jī)可使粒徑達(dá)到亞微米水平,提高燒結(jié)陶瓷的致密度,優(yōu)化力學(xué)性能。例如采用微球磨后的α-Al2O3陶瓷材料抗壓強(qiáng)度可達(dá)500MPa以上。 基于CT數(shù)據(jù),采用激光燒結(jié)或噴射打印方式,制備個(gè)性化設(shè)計(jì)的定制型陶瓷植入物或修復(fù)體。例如積水硝子高精度3D打印全瓷牙冠,天然色澤透明度高;意大利Lima公司3D打印定制椎體融合器,完美匹配患者椎體解剖結(jié)構(gòu)。 使用烯烴等體外方法,在陶瓷表面構(gòu)建生物活性涂層,提升與骨組織、軟組織的親和力。例如德國(guó)CeramTec公司開(kāi)發(fā)的凝膠—溶膠工藝,可在氧化鋯表面構(gòu)建羥基磷灰石涂層,顯著改善骨—植入物界面結(jié)合力。
瑞士Zimmer公司的Ceramys全瓷人工髖關(guān)節(jié),采用高強(qiáng)度氧化鋯頭頸體和特殊陶瓷襯里技術(shù),實(shí)現(xiàn)佩戴20年零故障率。與金屬人工髖關(guān)節(jié)相比,顯著降低了微量離子釋放風(fēng)險(xiǎn)。 意大利Medbone公司研發(fā)的生物活性骨修復(fù)系統(tǒng),含有仿骨微孔陶瓷和骨形態(tài)蛋白。臨床試驗(yàn)顯示能在2個(gè)月內(nèi)實(shí)現(xiàn)骨骼完全愈合,填補(bǔ)骨缺損。 Vita公司Suprinity全瓷修復(fù)系統(tǒng),采用高透光氧化鋯和氧化鋁材料,模擬牙齒天然結(jié)構(gòu)分層,達(dá)到精準(zhǔn)的美學(xué)效果和光學(xué)性能。
2022年全球醫(yī)用陶瓷材料市場(chǎng)規(guī)模約為150億美元。主要類(lèi)型的醫(yī)用陶瓷包括: 瑞士Zimmer公司的Ceramys全瓷人工髖關(guān)節(jié),采用高強(qiáng)度氧化鋯頭頸體和特殊陶瓷襯里技術(shù),實(shí)現(xiàn)佩戴20年零故障率。與金屬人工髖關(guān)節(jié)相比,顯著降低了微量離子釋放風(fēng)險(xiǎn)。 意大利Medbone公司研發(fā)的生物活性骨修復(fù)系統(tǒng),含有仿骨微孔陶瓷和骨形態(tài)蛋白。臨床試驗(yàn)顯示能在2個(gè)月內(nèi)實(shí)現(xiàn)骨骼完全愈合,填補(bǔ)骨缺損。 Vita公司Suprinity全瓷修復(fù)系統(tǒng),采用高透光氧化鋯和氧化鋁材料,模擬牙齒天然結(jié)構(gòu)分層,達(dá)到精準(zhǔn)的美學(xué)效果和光學(xué)性能。 在中國(guó),2022年醫(yī)用陶瓷材料市場(chǎng)規(guī)模約為45億美元。其中氧化鋁陶瓷占比最大,約60%。氧化鋯陶瓷用于牙科領(lǐng)域較多,生物陶瓷用于骨科植入物。中國(guó)是全球最大的醫(yī)用陶瓷生產(chǎn)和消費(fèi)國(guó)。
3D打印技術(shù)推動(dòng)個(gè)性化應(yīng)用。 生物功能化改善人體適配性。 與PEEK、金屬材料設(shè)計(jì)組合拓展應(yīng)用領(lǐng)域。 微納技術(shù)提升植入物表面活性。
原文始發(fā)于微信公眾號(hào)(Medpark):Med·投資 | 觀點(diǎn) 醫(yī)用陶瓷材料的發(fā)展概況
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