氧化锆陶瓷用于牙科修复体的研究进展

谭荣才

（百色市人民医院 口腔科，广西 百色 533000）

0 引言

因陶瓷牙科修复体的生物相容性较为良好，且将其应用到人体口腔中，其化学稳定性较高，加之磨损率和热导率与自然牙较为相似，近年来已发展为关注度较高且应用前景较为广泛的口腔修复材料。但陶瓷具备的抵抗弯强度和脆性断裂对陶瓷牙科修复体发展和应用存在较大局限性，尤其是全瓷修复体[1]。所以，一直以来怎样提升陶瓷的韧性和强度，成为牙医、牙修复体工作人员追求的目标。现针对氧化锆陶瓷应用到牙科修复体中的状况，尤其是全瓷牙科修复体使用状况，其目的在于扩大和深入开展氧化锆陶瓷应用到牙科修复体中的思路。

1 氧化锆陶瓷在牙修复体中的现状

相对于工程陶瓷相关研究，氧化锆陶瓷在牙科修复体中的应用研究存在较大差异，仅近年来对牙修复体应用氧化锆陶瓷的关注度和重视度较大。

（1）复合树脂的无机填料。多官能团甲基丙烯酸脂聚合物则为树脂基质，为增强复合树脂修复体硬度，近年来倡导将无机填料加入其中，此举还可加强其阻挡X 射线透射和修复体的耐磨性。但因氧化锆颗粒仅在树脂基质内分布，无法有效体现出氧化锆特殊性能，所以与玻璃粉体、气凝二氧化硅、石英等填料比较，其机械性能改善程度小，成本费用仍然较高，且折射率与树脂基质比较存在较大差异，因此，其竞争优势相对来说较小。

（2）金属烤瓷瓷粉。金属烤瓷修复体瓷粉可包含龈瓷、釉瓷、体瓷、底瓷，主要化学成分为碱金属氧化物，如K2O、Na2O、AL2O、SiO2等， 以 及 助 溶 剂（CaF2、B2O3）、碱土金属氧化物（CaO 等）[2]。按照修复和审美要求，体瓷和底瓷相当重要，体瓷发挥透射光功效，有半透明性。底瓷对金属颜色有掩盖作用，发挥不透明遮色功效，此外，可良好结合金属，确保金瓷结合强度。因此，将TiO2、SiO2、ZrO2等氧化物加入到底瓷中，则有遮色功效，并与表面氧化物生成化学键结合，其稳定性更高。

（3）烤瓷增强相。氧化锆增韧氧化铝为具有代表性的氧化锆增韧陶瓷，其韧性为16 MPa.m/2，强度为1200 MPa，曾有学者[3]进行三单位固定牙桥修复和后牙冠修复时则采用氧化锆增韧氧化铝。另有学者用ICA[4]，可提升烧结多孔氧化铝陶瓷的韧性和强度，氧化铝玻璃复合材料经玻璃渗透处理后，其韧性和强度与渗透前无明显区别。因最后使用的为经渗透后的陶瓷ICA，非多孔氧化铝陶瓷，因此，氧化锆功效不太突出，分析其原因，与制作工艺有关。将稳定剂和氧化锆两者在温度为1520℃状况下进行烧结，再进行球磨处理，低温环境下，做玻璃渗透和烧结处理，氧化锆四方相构成难以保持，相变增韧功效难以发挥出。也可将氧化锆用来铸造陶瓷。

（4）氧化锆陶瓷牙修复体。与国外相比，我国全氧化锆陶瓷修复研究历程相对较晚。因以往多采用核桩材料，此物质具备高热导率特征，易导致牙龈过敏和组织损伤，氧化锆陶瓷所具备的高韧性高强度、低热导率等特性，正好可弥补金属核桩的缺陷。有报告称[5]，氧化锆陶瓷无致癌和诱变癌症的功效。另有学者曾用生物实验结果证实[6]，氧化锆陶瓷对细胞转化无任何参与作用。以上证实均为氧化锆陶瓷应用到修复体中奠定了坚实基础。此外，也有学者用氧化锆替代核桩[7]，热压处理，粘接微晶玻璃齿冠。低温烧结氧化锆，得到半烧结体，再应用CAD/CAM将板烧结体制备为修复体，利用高温，让孔隙中渗入玻璃，提升美学性能和强度。此工艺虽可得到强氧化锆全瓷牙修复体，但存在成本高、生产可靠性、重复性差、制备复杂等缺陷，对大规模应用和生产有较大局限性。

现已成功开发部分氧化锆增韧陶瓷，暂将其应用于工程陶瓷中。相比于其他全瓷修复体，氧化锆增韧陶瓷的韧性、强度均存在较大优势，实际使用中，可确保其可靠性和稳定性。但高韧和高强的要求，则对加工设备有较高要求，部分学者尝试采用CAD/CAM 仪器进行加工，但实施难度较大。

2 此后氧化锆牙科修复体发展方向

因氧化锆的物理和化学性质较为特殊，将其应用到牙科修复体范围中，已得到医学界各学者的重视。虽氧化锆生物相容性较为良好，并具备低摩擦系数、耐磨、高硬度，应用到口腔中的高韧、高强、低热导率、化学惰性等优势，但因制作费用较高，制作较为复杂，局限了其应用。主要体现在：①烧结温度需在1600℃左右[8]；②其强度较高，加大了牙科修复体制作的成本费用。所以，将其列入到高性能结构陶瓷中，给予添加液相烧结助剂，分数大约为0.01-0.02，进而将烧结温度减少至1250℃-1400℃范围中，保持韧性＞8 MPam1/2，强度＞800 MPa[9-10]，但对牙科修复体要求的韧性和强度来说，如此高的韧性和强度并非必须，且加大了制作费用。可将液相烧结助剂量加大，显著减少氧化锆烧结温度，将氧化锆陶瓷强度进一步降低，尽量与自然牙接近，其韧性的良好性也得到了利用。此则可用CAD/CAM 仪加工烧结产品，扩大牙科修复体中氧化锆陶瓷的应用范围。但有关此方面需解决以下几点问题：①氧化锆稳定剂与液相烧结助剂两者间的相互作用；②氧化锆化学、物理性质与液相烧结剂的匹配，包含抗弯强度、热膨胀系数、化学相溶性等；③选择液相烧结助剂等，包含折射率、融合温度、生物相容性等。