氧化鋯陶瓷用于牙科修復體的研究進展

譚榮才

（百色市人民醫院 口腔科，廣西 百色 533000）

0 引言

因陶瓷牙科修復體的生物相容性較為良好，且將其應用到人體口腔中，其化學穩定性較高，加之磨損率和熱導率與自然牙較為相似，近年來已發展為關注度較高且應用前景較為廣泛的口腔修復材料。但陶瓷具備的抵抗彎強度和脆性斷裂對陶瓷牙科修復體發展和應用存在較大局限性，尤其是全瓷修復體[1]。所以，一直以來怎樣提升陶瓷的韌性和強度，成為牙醫、牙修復體工作人員追求的目標。現針對氧化鋯陶瓷應用到牙科修復體中的狀況，尤其是全瓷牙科修復體使用狀況，其目的在于擴大和深入開展氧化鋯陶瓷應用到牙科修復體中的思路。

1 氧化鋯陶瓷在牙修復體中的現狀

相對于工程陶瓷相關研究，氧化鋯陶瓷在牙科修復體中的應用研究存在較大差異，僅近年來對牙修復體應用氧化鋯陶瓷的關注度和重視度較大。

（1）復合樹脂的無機填料。多官能團甲基丙烯酸脂聚合物則為樹脂基質，為增強復合樹脂修復體硬度，近年來倡導將無機填料加入其中，此舉還可加強其阻擋X 射線透射和修復體的耐磨性。但因氧化鋯顆粒僅在樹脂基質內分布，無法有效體現出氧化鋯特殊性能，所以與玻璃粉體、氣凝二氧化硅、石英等填料比較，其機械性能改善程度小，成本費用仍然較高，且折射率與樹脂基質比較存在較大差異，因此，其競爭優勢相對來說較小。

（2）金屬烤瓷瓷粉。金屬烤瓷修復體瓷粉可包含齦瓷、釉瓷、體瓷、底瓷，主要化學成分為堿金屬氧化物，如K2O、Na2O、AL2O、SiO2等， 以 及 助 溶 劑（CaF2、B2O3）、堿土金屬氧化物（CaO 等）[2]。按照修復和審美要求，體瓷和底瓷相當重要，體瓷發揮透射光功效，有半透明性。底瓷對金屬顏色有掩蓋作用，發揮不透明遮色功效，此外，可良好結合金屬，確保金瓷結合強度。因此，將TiO2、SiO2、ZrO2等氧化物加入到底瓷中，則有遮色功效，并與表面氧化物生成化學鍵結合，其穩定性更高。

（3）烤瓷增強相。氧化鋯增韌氧化鋁為具有代表性的氧化鋯增韌陶瓷，其韌性為16 MPa.m/2，強度為1200 MPa，曾有學者[3]進行三單位固定牙橋修復和后牙冠修復時則采用氧化鋯增韌氧化鋁。另有學者用ICA[4]，可提升燒結多孔氧化鋁陶瓷的韌性和強度，氧化鋁玻璃復合材料經玻璃滲透處理后，其韌性和強度與滲透前無明顯區別。因最后使用的為經滲透后的陶瓷ICA，非多孔氧化鋁陶瓷，因此，氧化鋯功效不太突出，分析其原因，與制作工藝有關。將穩定劑和氧化鋯兩者在溫度為1520℃狀況下進行燒結，再進行球磨處理，低溫環境下，做玻璃滲透和燒結處理，氧化鋯四方相構成難以保持，相變增韌功效難以發揮出。也可將氧化鋯用來鑄造陶瓷。

（4）氧化鋯陶瓷牙修復體。與國外相比，我國全氧化鋯陶瓷修復研究歷程相對較晚。因以往多采用核樁材料，此物質具備高熱導率特征，易導致牙齦過敏和組織損傷，氧化鋯陶瓷所具備的高韌性高強度、低熱導率等特性，正好可彌補金屬核樁的缺陷。有報告稱[5]，氧化鋯陶瓷無致癌和誘變癌癥的功效。另有學者曾用生物實驗結果證實[6]，氧化鋯陶瓷對細胞轉化無任何參與作用。以上證實均為氧化鋯陶瓷應用到修復體中奠定了堅實基礎。此外，也有學者用氧化鋯替代核樁[7]，熱壓處理，粘接微晶玻璃齒冠。低溫燒結氧化鋯，得到半燒結體，再應用CAD/CAM將板燒結體制備為修復體，利用高溫，讓孔隙中滲入玻璃，提升美學性能和強度。此工藝雖可得到強氧化鋯全瓷牙修復體，但存在成本高、生產可靠性、重復性差、制備復雜等缺陷，對大規模應用和生產有較大局限性。

現已成功開發部分氧化鋯增韌陶瓷，暫將其應用于工程陶瓷中。相比于其他全瓷修復體，氧化鋯增韌陶瓷的韌性、強度均存在較大優勢，實際使用中，可確保其可靠性和穩定性。但高韌和高強的要求，則對加工設備有較高要求，部分學者嘗試采用CAD/CAM 儀器進行加工，但實施難度較大。

2 此后氧化鋯牙科修復體發展方向

因氧化鋯的物理和化學性質較為特殊，將其應用到牙科修復體范圍中，已得到醫學界各學者的重視。雖氧化鋯生物相容性較為良好，并具備低摩擦系數、耐磨、高硬度，應用到口腔中的高韌、高強、低熱導率、化學惰性等優勢，但因制作費用較高，制作較為復雜，局限了其應用。主要體現在：①燒結溫度需在1600℃左右[8]；②其強度較高，加大了牙科修復體制作的成本費用。所以，將其列入到高性能結構陶瓷中，給予添加液相燒結助劑，分數大約為0.01-0.02，進而將燒結溫度減少至1250℃-1400℃范圍中，保持韌性＞8 MPam1/2，強度＞800 MPa[9-10]，但對牙科修復體要求的韌性和強度來說，如此高的韌性和強度并非必須，且加大了制作費用。可將液相燒結助劑量加大，顯著減少氧化鋯燒結溫度，將氧化鋯陶瓷強度進一步降低，盡量與自然牙接近，其韌性的良好性也得到了利用。此則可用CAD/CAM 儀加工燒結產品，擴大牙科修復體中氧化鋯陶瓷的應用范圍。但有關此方面需解決以下幾點問題：①氧化鋯穩定劑與液相燒結助劑兩者間的相互作用；②氧化鋯化學、物理性質與液相燒結劑的匹配，包含抗彎強度、熱膨脹系數、化學相溶性等；③選擇液相燒結助劑等，包含折射率、融合溫度、生物相容性等。