01
主要种类及应用
Med·投资 | 观点 医用陶瓷材料的发展概况
01
氧化铝陶瓷

氧化铝陶瓷具有优异的耐磨性和生物惰性。其种类包括α-Al2O3、ZTA、ATZ等,抗压强度范围300-700MPa。广泛用于人工髋关节的软元组件、牙科修复体等。例如德国CeramTec公司的高纯度氧化铝Alumina用于髋臼衬里,实现超过20年的优异使用寿命;捷克Lasak公司的氧化铝全瓷牙冠,采用CAD/CAM数字技术制造,高强度高透光,显著提升患者舒适度。

02
氧化锆陶瓷

氧化锆陶瓷以高抗压强度著称,可达1200MPa,同时具有优异的化学稳定性。主要类型包括3Y-ZrO2和Ce-ZrO2。广泛应用于全瓷牙科修复体、人工髋关节面等。例如德国Ivoclar Vivadent公司的IPS e.max ZirCAD多层氧化锆全瓷修复体,临床使用12年反映稳定;瑞士Zimmer公司开发的Ceramys植入体丝瓷表面,采用氧化锆技术,显著改善了与骨组织的结合力。

03
生物活性陶瓷

生物活性陶瓷可促进骨组织的再生与愈合。常见类型包括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骨填充颗粒,含HA和β-TCP,有效促进骨骼再生;中国双骨科技公司开发的MgO沸石生物活性玻璃骨水泥,可完全降解被吸收,显著加速骨骼愈合。

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关键技术进展
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微球磨技术

微球磨是使陶瓷粉体粒径微细均匀的技术。高能球磨机可使粒径达到亚微米水平,提高烧结陶瓷的致密度,优化力学性能。例如采用微球磨后的α-Al2O3陶瓷材料抗压强度可达500MPa以上。

02
3D打印技术

基于CT数据,采用激光烧结或喷射打印方式,制备个性化设计的定制型陶瓷植入物或修复体。例如积水硝子高精度3D打印全瓷牙冠,天然色泽透明度高;意大利Lima公司3D打印定制椎体融合器,完美匹配患者椎体解剖结构。

03
生物活性涂层技术

使用烯烃等体外方法,在陶瓷表面构建生物活性涂层,提升与骨组织、软组织的亲和力。例如德国CeramTec公司开发的凝胶—溶胶工艺,可在氧化锆表面构建羟基磷灰石涂层,显著改善骨—植入物界面结合力。

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03
典型应用实例
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01
氧化锆人工髋关节

瑞士Zimmer公司的Ceramys全瓷人工髋关节,采用高强度氧化锆头颈体和特殊陶瓷衬里技术,实现佩戴20年零故障率。与金属人工髋关节相比,显著降低了微量离子释放风险。

02
生物活性骨科植入系统

意大利Medbone公司研发的生物活性骨修复系统,含有仿骨微孔陶瓷和骨形态蛋白。临床试验显示能在2个月内实现骨骼完全愈合,填补骨缺损。

03
仿生全瓷牙科修复体

Vita公司Suprinity全瓷修复系统,采用高透光氧化锆和氧化铝材料,模拟牙齿天然结构分层,达到精准的美学效果和光学性能。

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04
市场规模分析
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2022年全球医用陶瓷材料市场规模约为150亿美元。主要类型的医用陶瓷包括:

01
氧化锆人工髋关节

瑞士Zimmer公司的Ceramys全瓷人工髋关节,采用高强度氧化锆头颈体和特殊陶瓷衬里技术,实现佩戴20年零故障率。与金属人工髋关节相比,显著降低了微量离子释放风险。

02
生物活性骨科植入系统

意大利Medbone公司研发的生物活性骨修复系统,含有仿骨微孔陶瓷和骨形态蛋白。临床试验显示能在2个月内实现骨骼完全愈合,填补骨缺损。

03
仿生全瓷牙科修复体

Vita公司Suprinity全瓷修复系统,采用高透光氧化锆和氧化铝材料,模拟牙齿天然结构分层,达到精准的美学效果和光学性能。

在中国,2022年医用陶瓷材料市场规模约为45亿美元。其中氧化铝陶瓷占比最大,约60%。氧化锆陶瓷用于牙科领域较多,生物陶瓷用于骨科植入物。中国是全球最大的医用陶瓷生产和消费国。

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发展前景展望
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3D打印技术推动个性化应用。

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生物功能化改善人体适配性。

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与PEEK、金属材料设计组合拓展应用领域。

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微纳技术提升植入物表面活性。

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原文始发于微信公众号(Medpark):Med·投资 | 观点 医用陶瓷材料的发展概况

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作者 gan, lanjie