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,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。牙科氧化锆造粒粉(同VK-R200KR)具有应力诱发相变增韧性能而被称为韧性陶瓷,而且强度高,生物相容性好,是优于氧化铝的新型全瓷材料。氧化锆(同VK-R200KR)专用于牙科陶瓷,通透性好,透明度高,玉质感强,做出来的牙齿白,亮,光洁,硬度高,成为市面上极其畅销的产品。
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(同VK-R200KR)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。Michalakis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。相较于氧化铝陶瓷来说,氧化锆(同VK-R200KR)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2~3 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。Quinn 等研究了微观结构、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。其中氧化锆(同VK-R200KR)制成的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。Ardlin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(同VK-R200KR)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。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等认为以稠密热压结氧化铝- 氧化锆(同VK-R200KR)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,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等认为,3M公司的Lava All- Ceramic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。