氧化锆陶瓷材料在牙科种植领域中的应用

近年来，科学界对生物植入体的研究越发广泛。植入体要想无副作用、长期稳定地存在于生物体内，必须具备优异的耐磨、耐蚀性以及良好的生物相容性。植入体材料大致可分为金属和非金属材料，但金属植入体的化学稳定性差、生物相容性低，对周围组织存在毒性，故而从改善临床性能的角度考虑，生物植入体材料已从金属转向生物陶瓷。

图 氧化锆牙科修复，图源：Ivoclar

氧化锆陶瓷是牙科修复的优选材料

氧化锆材料作为新型精细陶瓷，凭借其优异的机械性能、美学性能、稳定性，目前已成为口腔修复领域的首选材料。

1) 美学性

氧化锆的颜色明亮洁白，与天然牙齿的颜色比较接近，作为牙根的替换基材，比金属种植体看起来更加自然，也消除了因金属植入物造成的牙龈线变暗的可能，符合人们对审美的要求；

2) 卫生

研究表明，氧化锆种植体由于其较差的表面润湿性能会减少细菌的黏附和生物膜积累，与钛种植体相比，表面保留的牙菌斑更少，周围组织发生炎症反应的风险更低，这将促使种植体周围的牙龈更加健康卫生；

3) 强度

氧化锆种植体的力学强度与钛种植体相当，同时具有极强的断裂韧性和耐磨性，符合牙科种植体的强度要求；

4) 生物相容性

氧化锆属于生物惰性材料，具有优良的生物相容性，对机体不产生毒性，不会引起过敏和炎症反应。

5) 化学性质稳定

氧化锆具有稳定的化学性能，抗腐蚀能力极强，能长期存在于口腔环境中不发生任何反应。

6) 骨整合性能

研究表明，氧化锆种植体与钛种植体具有非常相似的骨性接触，骨结合水平与钛合金相当，这些发现表明，氧化锆种植体可以达到稳固的骨质稳定性。

7) 良好的可加工型

氧化锆陶瓷具有良好的可加工性能。常用加工方法有：铸造（滑铸）、烧结、IN-Ceram法、研磨、CAD/CAM等。

图源Sagemax

8) 耐消毒灭菌性能

氧化锆陶瓷完全可耐受常规消毒灭菌。种植体植入人体前须进行严格的灭菌处理，所以要求种植材料经过高压、高温、消毒气体或液体等灭菌方式后不会发生变性。此外，经过消毒后，材料内不能滞存消毒物质，能保障种植过程的安全和成功。

9) X-射线阻射性

种植材料对X-射线的阻射性应比骨组织高，且相差越大越有利于术中术后观察。氧化锆的X-射线阻射性比其它陶瓷高，它的X-射线线性吸收系数比氧化铝大5.1倍，比磷灰石大1.6倍，所以相同厚度的氧化锆与骨的X线对比更清晰，方便术后X-线观察，利于评价骨/材料界面状况，使得它比氧化铝陶瓷等更有优势。

10) 导电、导热性

传统的合金离子释放可引起流电效应，可使病人感到极不舒服，且会引起金属电化学腐蚀。而氧化锆的电中性不会形成电偶，不会产生流电现象，则具有更好的耐腐蚀性，利于骨融合。

一般陶瓷都比金属热传导率低，氧化锆热导率低，是激光加工的最好材料。且种植体在口内修改时不会传导热量，避免引起组织损伤。

氧化锆修复材料的种类

含氧化锆的全瓷材料主要有：氧化钇稳定氧化锆(3Y-TZP)、氧化镁稳定氧化锆(Mg-PSZ)、氧化锆增韧氧化铝((ZTA)等。牙科用氧化锆一般加工成瓷块形状。

1）氧化钇稳定氧化锆(3Y-TZP)

氧化钇稳定氧化锆是目前人们研究最多的一类氧化锆陶瓷。口腔氧化锆陶瓷以 3%氧化钇稳定的四方氧化锆最为常用，又称 3Y-TZP，是一种以 3 mol %的氧化钇为稳定剂的四方氧化锆陶瓷，主要应用于牙冠和局部固定义齿修复。

2）Mg-PSZ陶瓷

Mg-PSZ陶瓷材料晶粒直径较大30~60mm，且孔隙率较高，力学性能欠佳，目前还没有将该材料应用于医用材料领域。

3）氧化锆增韧氧化铝陶瓷(ZTA)

经典产品是In-Ceram氧化锆陶瓷材料，法国Sadoun研制、德国Vita公司开发的In-Ceram 技术，是第一个成功用于全瓷冠桥的临床修复技术，从固定桥修复的意义上说，也是目前可以手工制作的力学性能最好的全瓷修复技术。

以In-Ceram Zironia为代表，以氧化铝陶瓷为基体，添加体积分数为33%的12Ce-TZP，利用氧化锆陶瓷的应力诱导相变机理制成的一类陶瓷，用于代替In-Ceram Alumia。In-Ceram Zirconia 在玻璃渗透之前，可以进行注浆成型处理，注浆成型技术在烧结的过程中体积收缩非常小，但是会有8%-11%的残留孔隙率，导致力学性能低于 3Y-TZP。

4）氧化铝增韧的氧化锆陶瓷(ATZ)

除了牙科修复外，氧化锆陶瓷在医疗领域还被广泛应用于人工关节和医疗器械等方面。它具有生物相容性好、抗磨损性能强和耐腐蚀性能好等优点，可以大大提高医疗设备的使用寿命和性能。欢迎产业链上下游企业加入医用陶瓷产业微信群与我们交流，长按识别下方二维码即可加入。

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原文始发于微信公众号（陶瓷科技视野）：氧化锆陶瓷材料在牙科种植领域中的应用