氧化鋯陶瓷用于牙科修復(fù)體的研究進(jìn)展

譚榮才

（百色市人民醫(yī)院 口腔科，廣西 百色 533000）

0 引言

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

1 氧化鋯陶瓷在牙修復(fù)體中的現(xiàn)狀

相對(duì)于工程陶瓷相關(guān)研究，氧化鋯陶瓷在牙科修復(fù)體中的應(yīng)用研究存在較大差異，僅近年來(lái)對(duì)牙修復(fù)體應(yīng)用氧化鋯陶瓷的關(guān)注度和重視度較大。

（1）復(fù)合樹脂的無(wú)機(jī)填料。多官能團(tuán)甲基丙烯酸脂聚合物則為樹脂基質(zhì)，為增強(qiáng)復(fù)合樹脂修復(fù)體硬度，近年來(lái)倡導(dǎo)將無(wú)機(jī)填料加入其中，此舉還可加強(qiáng)其阻擋X 射線透射和修復(fù)體的耐磨性。但因氧化鋯顆粒僅在樹脂基質(zhì)內(nèi)分布，無(wú)法有效體現(xiàn)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(jī)械性能改善程度小，成本費(fèi)用仍然較高，且折射率與樹脂基質(zhì)比較存在較大差異，因此，其競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)相對(duì)來(lái)說(shuō)較小。

（2）金屬烤瓷瓷粉。金屬烤瓷修復(fù)體瓷粉可包含齦瓷、釉瓷、體瓷、底瓷，主要化學(xué)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(fù)和審美要求，體瓷和底瓷相當(dāng)重要，體瓷發(fā)揮透射光功效，有半透明性。底瓷對(duì)金屬顏色有掩蓋作用，發(fā)揮不透明遮色功效，此外，可良好結(jié)合金屬，確保金瓷結(jié)合強(qiáng)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(xué)鍵結(jié)合，其穩(wěn)定性更高。

（3）烤瓷增強(qiáng)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(qiáng)度為1200 MPa，曾有學(xué)者[3]進(jìn)行三單位固定牙橋修復(fù)和后牙冠修復(fù)時(shí)則采用氧化鋯增韌氧化鋁。另有學(xué)者用ICA[4]，可提升燒結(jié)多孔氧化鋁陶瓷的韌性和強(qiáng)度，氧化鋁玻璃復(fù)合材料經(jīng)玻璃滲透處理后，其韌性和強(qiáng)度與滲透前無(wú)明顯區(qū)別。因最后使用的為經(jīng)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(guān)。將穩(wěn)定劑和氧化鋯兩者在溫度為1520℃狀況下進(jìn)行燒結(jié)，再進(jìn)行球磨處理，低溫環(huán)境下，做玻璃滲透和燒結(jié)處理，氧化鋯四方相構(gòu)成難以保持，相變?cè)鲰g功效難以發(fā)揮出。也可將氧化鋯用來(lái)鑄造陶瓷。

（4）氧化鋯陶瓷牙修復(fù)體。與國(guó)外相比，我國(guó)全氧化鋯陶瓷修復(fù)研究歷程相對(duì)較晚。因以往多采用核樁材料，此物質(zhì)具備高熱導(dǎo)率特征，易導(dǎo)致牙齦過(guò)敏和組織損傷，氧化鋯陶瓷所具備的高韌性高強(qiáng)度、低熱導(dǎo)率等特性，正好可彌補(bǔ)金屬核樁的缺陷。有報(bào)告稱[5]，氧化鋯陶瓷無(wú)致癌和誘變癌癥的功效。另有學(xué)者曾用生物實(shí)驗(yàn)結(jié)果證實(shí)[6]，氧化鋯陶瓷對(duì)細(xì)胞轉(zhuǎn)化無(wú)任何參與作用。以上證實(shí)均為氧化鋯陶瓷應(yīng)用到修復(fù)體中奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。此外，也有學(xué)者用氧化鋯替代核樁[7]，熱壓處理，粘接微晶玻璃齒冠。低溫?zé)Y(jié)氧化鋯，得到半燒結(jié)體，再應(yīng)用CAD/CAM將板燒結(jié)體制備為修復(fù)體，利用高溫，讓孔隙中滲入玻璃，提升美學(xué)性能和強(qiáng)度。此工藝雖可得到強(qiáng)氧化鋯全瓷牙修復(fù)體，但存在成本高、生產(chǎn)可靠性、重復(fù)性差、制備復(fù)雜等缺陷，對(duì)大規(guī)模應(yīng)用和生產(chǎn)有較大局限性。

現(xiàn)已成功開發(fā)部分氧化鋯增韌陶瓷，暫將其應(yīng)用于工程陶瓷中。相比于其他全瓷修復(fù)體，氧化鋯增韌陶瓷的韌性、強(qiáng)度均存在較大優(yōu)勢(shì)，實(shí)際使用中，可確保其可靠性和穩(wěn)定性。但高韌和高強(qiáng)的要求，則對(duì)加工設(shè)備有較高要求，部分學(xué)者嘗試采用CAD/CAM 儀器進(jìn)行加工，但實(shí)施難度較大。

2 此后氧化鋯牙科修復(fù)體發(fā)展方向

因氧化鋯的物理和化學(xué)性質(zhì)較為特殊，將其應(yīng)用到牙科修復(fù)體范圍中，已得到醫(yī)學(xué)界各學(xué)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(shù)、耐磨、高硬度，應(yīng)用到口腔中的高韌、高強(qiáng)、低熱導(dǎo)率、化學(xué)惰性等優(yōu)勢(shì)，但因制作費(fèi)用較高，制作較為復(fù)雜，局限了其應(yīng)用。主要體現(xiàn)在：①燒結(jié)溫度需在1600℃左右[8]；②其強(qiáng)度較高，加大了牙科修復(fù)體制作的成本費(fèi)用。所以，將其列入到高性能結(jié)構(gòu)陶瓷中，給予添加液相燒結(jié)助劑，分?jǐn)?shù)大約為0.01-0.02，進(jìn)而將燒結(jié)溫度減少至1250℃-1400℃范圍中，保持韌性＞8 MPam1/2，強(qiáng)度＞800 MPa[9-10]，但對(duì)牙科修復(fù)體要求的韌性和強(qiáng)度來(lái)說(shuō)，如此高的韌性和強(qiáng)度并非必須，且加大了制作費(fèi)用。可將液相燒結(jié)助劑量加大，顯著減少氧化鋯燒結(jié)溫度，將氧化鋯陶瓷強(qiáng)度進(jìn)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(jié)產(chǎn)品，擴(kuò)大牙科修復(fù)體中氧化鋯陶瓷的應(yīng)用范圍。但有關(guān)此方面需解決以下幾點(diǎn)問(wèn)題：①氧化鋯穩(wěn)定劑與液相燒結(jié)助劑兩者間的相互作用；②氧化鋯化學(xué)、物理性質(zhì)與液相燒結(jié)劑的匹配，包含抗彎強(qiáng)度、熱膨脹系數(shù)、化學(xué)相溶性等；③選擇液相燒結(jié)助劑等，包含折射率、融合溫度、生物相容性等。