氧化锆陶瓷在口腔医学领域中的应用

1、氧化锆陶瓷在口腔医学领域中的应用    从1774 年法国学者Duchateau 采用陶瓷作义齿开始1，至今已有200 多年。陶瓷材料质地致密、耐磨、表面光洁、有良好的生物相容性和化学稳定性，现在口腔硬组织修复领域备受青睐。Toksavul等2认为近年来由于对美观要求的增加以及对材料毒性和过敏反应的考虑，全瓷冠的应用日益增多。在众多的陶瓷材料中，氧化铝陶瓷在临床应用中一度占据主导地位，但氧化铝陶瓷抗弯强度差的弱点制约其无法应用于制作后牙全冠，种植体基台以及陶瓷桩核等，而氧化锆陶瓷由于具有高的断裂韧性、强度、硬度和耐磨性等优良性能，从陶瓷材料中脱颖而出，成

2、为最有发展前景的新型结构材料。在牙科学家和材料学家的共同努力下，氧化锆陶瓷必将会在全冠修复材料、种植材料、桩核材料等方面取得长足的发展。1 氧化锆陶瓷作为牙科材料的特点1.1 审美性能众所周知，前牙种植体修复不仅要恢复功能，更重要的是兼顾其美学效果，当前牙区种植体为钛金属时，种植体唇面的牙龈会或多或少产生暗影或显灰色，从而影响了其美学效应。一些学者认为用烤瓷熔附金属全冠修复前牙时，龈染色是容易出现的修复后并发症，表现为龈缘或龈和黏膜组织呈青灰色或暗褐色3。因此，采用金属材料修复具有明显的不足，而氧化锆陶瓷材料是目前能够最大限度再现自然牙形态，颜色和光泽（ 包括荧光和乳光）的人工材料。Micha

3、lakis等4认为以传统材料（ 金或钛）制作的桩核，其外再配以全瓷冠，它的美学效果会因为桩核的反射和不透光性而变得非常不协调，而以氧化锆为桩核再配以IPS- Empress 全瓷冠是值得推广试用的。1.2 机械性能在机械性能中，口腔陶瓷材料的特点是压缩强度，硬度及耐磨度均非常高1。相较于氧化铝陶瓷来说，氧化锆陶瓷显现出了更高的机械参数（ 抗弯强度超过900 MPa，断裂韧性约为7 MPam1/2，是现在氧化铝陶瓷的23 倍），极限负载能力强，三单位齿桥上的承受力约为2 000 N。Fischer等5认为相比较IPS- Empress 氧化锆陶瓷和In- ceram 氧化铝陶瓷的桥体而言，由氧化

4、锆陶瓷制作的桥体显示出了极佳的机械性能和长时间的可靠性。而一些学者通过临床研究认为，以氧化铝陶瓷制作3 个牙单位或以下的局部固定义齿和以氧化锆陶瓷制作5 个牙单位或以下的局部固定义齿，都能适应临床要求，并且指出氧化锆陶瓷修复体比氧化铝陶瓷修复体力学性能更佳6。Quinn 等7研究了微观结构、化学构成对牙科陶瓷力学性能的影响，同样认为氧化锆陶瓷作为牙科陶瓷力学性能更佳。1.3 化学稳定性口腔陶瓷材料是口腔材料中化学性能最稳定的材料，无论是植入体内或在口腔中使用，均具有优良的生物性能1。其中氧化锆陶瓷不仅具有人体应用的生物安全基础，无细胞毒性而且能在口腔内能稳定存在，不释放有害杂质，并且不降解。A

5、rdlin8研究了氧化锆相变增韧陶瓷用于牙科嵌体、冠桥的化学稳定性和低温老化性能，认为氧化锆相变增韧陶瓷比其他牙科陶瓷有更好的力学性能，化学稳定性也能够满足作为牙科陶瓷材料的需求。氧化锆陶瓷由于其化学性能稳定，在正常生理代谢作用下能耐受体液作用不发生变质，故可用于金属植入材料涂层。1.4 生物相容性有学者以氧化锆制成用于骨替代材料的多孔骨架以承受载荷，表层上覆羟磷灰石（ hydroxyapatite，HA）起促进骨传导性、提高材料生物活性的作用，氧化锆陶瓷骨架与HA 之间有一层氟磷灰石以避免氧化锆陶瓷和HA 发生化学反应，体外细胞培养证明细胞对此种孔状骨替代材料贴附性良好，且细胞的碱性磷酸酶活

6、性高于在纯HA材料表面贴附时，证明这是一种新型有良好生物学活性的骨替代材料9。此外，有学者还在HA-氧化锆陶瓷复合材料中加入CaF2，其中的F-离子可以部分置换HA 中的羟基，形成热稳定性更好的氟磷灰石，有效抑制了HA 向磷酸三钙（ tricalciumphosphate，TCP）的降解，从而获得致密度更高，强度韧性更好的磷灰石- 氧化锆陶瓷复合材料，并通过体外细胞培养证明其对成骨样细胞的诱导作用与HA材料相似10。2 氧化锆陶瓷用于牙科的研究现状Sadan等11认为以稠密热压结氧化铝- 氧化锆为核心的修复体自20 世纪90 年代早期用于牙科以来，很快成为备受注目的治疗样式，随着制造工艺的改进

7、，简单的临床操作，和令人喜爱的审美效果使其成为很受欢迎的治疗选择。氧化锆陶瓷在口腔医学中主要用于以下几个方面。2.1 氧化锆全瓷牙修复体In- ceram 技术是制作高强度、低收缩全瓷冠的技术，也是牙科陶瓷全冠制作中惟一使用其专利技术命名的制作技术。Suarez等12认为In- ceram氧化锆陶瓷后牙固定义齿经过3 年的临床观察是可以被应用的，但该材料被推荐为局部固定义齿修复方法之前，还需要进行长期的临床研究。此外，Kohal等13报道了一个临床应用氧化锆陶瓷为种植体全冠系统成功的病案，并指出能改变灰色牙龈的材料是氧化锆陶瓷。Piwowarczky等14认为，3M公司的Lava All- C

8、eramic系统（ 是以高强度的氧化锆陶瓷为核心的全瓷修复系统）能广泛地用于前牙和后牙的局部固定义齿修复中。2.2 氧化锆陶瓷作为根桩的应用有学者认为金属桩会引起MRI 的图像扭曲变形，并且金属桩核因金属色及不透明性会影响前牙全瓷冠的配色及美观3。Francischone等15也认为瓷桩核系统具有良好的生物相容性、美学特性，是优良的固定修复体。当全瓷冠在临床使用时，瓷桩核可提供良好的美学效果。Toksavul等16比较了氧化锆陶瓷桩核、玻璃纤维强化桩核、复合桩核修复上中切牙后的断裂韧性和断裂模式，认为氧化锆陶瓷桩核可以用于临床。目前，氧化锆陶瓷桩核一方面是用高韧性陶瓷粉末Y- Ce- TZP

9、制作，因为它既保留了Y- TZP 陶瓷的高强度，又具有Ce- TZP 陶瓷的高韧性；另一方面Ce- Y-Mg 复合稳定剂能够对氧化锆陶瓷起到很好的增韧，增强效果。由于其强度高、韧性好，力学性能能够满足牙科桩钉的要求，因此可用于氧化锆桩核的制作。制作过程为预成氧化锆棒做桩核蜡形的核心，包埋铸瓷，试戴粘固同常规。由于氧化锆陶瓷是一种高强度瓷，具有较高的抗弯强度，而与之匹配的特制铸造陶瓷又能于氧化锆桩结合在一起构成瓷桩核，因此不但透光性好，而且力学性能超群。2.3 氧化锆陶瓷在牙种植方面的应用一些学者认为，为了通过基桩颜色改善美观方面，可设计铝锆可切削基桩，用于修复上颌前牙区的单个牙缺失。这种美观的

10、可切削陶瓷前牙种植基桩是通过氧化铝、氧化钸和氧化锆烧结成一定形态的基桩胚体，可切削加工，然后玻璃料渗透而成3。Brodbeck17认为，氧化锆陶瓷种植体基台不仅具有良好的口腔材料性质而且具有极佳的生物相容性。Rimondini等18体外实验比较了氧化锆陶瓷基桩和纯钛基桩表面变形链球菌、血链球菌、粘性放线菌和牙龈卟啉单胞菌等细菌的定植，发现氧化锆陶瓷基桩表面变形链球菌的定植超过钛基桩，血链球菌更易定植在钛基桩表面。体内实验发现牙周致病菌在钛基桩表面的定植量超过氧化锆陶瓷基桩。Yildirim等19研究认为氧化锆陶瓷基台抵抗断裂的能力是氧化铝陶瓷基台的两倍多。3 需要进一步研究的问题氧化锆陶瓷桩核

11、虽然已用于临床并取得了不错的效果，但相比其他桩核来说，它最大的不足就是微渗漏的问题。因为种种原因，氧化锆桩核微渗漏的问题要比其他桩核严重。由于氧化锆桩核的这种缺点，其更好地用于临床还需进一步研究。虽然氧化锆陶瓷修复体技术在不断发展，但目前临床上金属- 瓷料修复体仍然占有重要地位。如何简化氧化锆陶瓷修复体制作过程，如何降低氧化锆陶瓷修复体的费用，如何使氧化锆陶瓷修复体的颜色更逼真等，都需要进一步研究。综上所述，对于氧化锆陶瓷在牙科中的综合性能研究结果表明，氧化锆陶瓷具有很高的应用价值和前景，尤其是近年来出现的氧化锆纳米陶瓷，其众多的优秀品质如室温超塑性、高韧性以及其在功能方面的应用，是其他陶瓷无

12、法代替的。因此在不远的将来，氧化锆陶瓷对牙科学的发展必将产生重大的影响。中国医学论文网专业提供医学论文发表服务，并提供大量口腔医学论文，如有业务需求请咨询网站客服人员！4 参考文献1 陈治清. 口腔材料学. 3版. 北京：人民卫生出版社,2004：90- 92.2 Toksavul S，Toman M，Uyulgan B，et al. J Oral Rehabil,2005, 3（2 6）：433- 440.3 马轩祥. 口腔修复学. 5版. 北京：人民卫生出版社,2004：96, 129, 386.4 Michalakis KX, Hirayama H, Sfolkos J, et al.

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14、SY，Bae CJ，et al. Biomaterials，2003，2（4 19）：3277- 3284.10 Kim HW，Noh YJ，Koh YH，et al. Biomaterials， 2002,2（3 20）：4113- 4121.11 Sadan A，Blatz MB，Lang B. Int J Periodontics RestorativeDent, 2005, 2（5 3）：213- 219.12 Suarez MJ，Lozano JF，Paz Salido M，et al. Int J Prosthodont,2004, 1（7 1）：35- 38.13 Kohal R

15、J，Klaus G. Int J Periodontics Restorative Dent,2004, 2（4 2）：147- 153.14 Piwowarczyk A，Ottl P，Lauer HC，et al. J Prosthodont，2005, 1（4 1）：39- 45.15 Francischone CE，DAlpino PH，Garcia FC，et al. PractProced Aesthet Dent, 2003, 1（5 6）：459- 464，466.16 Toksavul S，Ulusoy M，Toman M. Quintessence Int，2004,3（5 3）：185- 188.17 Brodbeck U. J Esthet Restor Dent, 20