论文部分内容阅读
摘 要：氧化锆陶瓷因其良好的生物力学性能在口腔临床中应用广泛，随着纳米技术和3D打印技术的蓬勃发展，新一代数字化三维胶态成形一体全瓷氧化锆作为一种新兴的氧化锆材料开始应用于口腔临床。其理化性能及生物性能的进一步提升，使得其临床效果有了极大的提升，为口腔材料发展及口腔临床提供了新的进展。本文就釉锆的性能及其在口腔临床的应用现状进行综述，并展望其应用前景及发展方向。
关键词：釉锆;口腔医学;发展;性能
氧化锆以其优良的生物相容性、稳定性、绝缘性、适宜的力学性能及接近自然牙的美学效果在口腔临床中应用广泛。随着数字化技术和制造技术的发展，沈志坚教授率领的团队将纯形制造原理与功能梯度化技术和纳米化技术相结合，制作出了釉锆一体全瓷修复体[1]，使其无需饰瓷上釉即能达到最接近天然牙的美学效果，更使其生物相容性、力学性能及化学性能进一步提高。
1、釉锆的性能
1、1力学性能
稳定的 ZrO2抗压强度为 2.1 KMPa，挠曲强度>1 GPa，断裂韧性（KIC）9～10 nm/m3/2[2]，弹性模量达（2374±22）GPa[3]，種植体的断裂强度为725～820 N[4]。釉锆在保证普通氧化锆力学性能稳定的同时，其三点弯曲强度超过 1200MPa，韦伯模数 m>16，远高于其他全瓷修复体。临床修复体为达到所需稳定性，牙备量常>=1.2mm，冠（牙合）面所需最小厚度为1.5 mm，须磨除较多牙体组织。釉锆由于其一体化的工艺程序，保证其在有足够强度的同时只需切削比传统氧化锆更少的牙体组织（>=0.6mm）。
传统氧化锆在临床应用时进行饰瓷上釉以保证其美学效果，增加了牙体预备量的同时，饰瓷与基底冠之间的双层结构是其薄弱环节，以及在修复体饰面前常会进行喷砂处理，表面残留的氧化铝晶粒会改变核瓷在饰面时热胀系数，对界面结合产生负性影响[5]。釉锆冠的特殊加工方式不同于传统的数字化切削全锆冠的加工方式，以纳米晶体粒子层层叠加，使其表面无需人工饰瓷，单纯的上釉即可具有类似天然牙的色泽，相比于传统饰瓷氧化锆全冠，避免了两种异质界面导致崩瓷的风险。
目前临床上全瓷冠多种多样，传统氧化锆晶粒尺寸大且不均匀，平均粒径300nm，而釉锆作为一种完全数字化3D纯形增材制造的全瓷一体氧化锆，具有传统氧化锆不具备的纳米梯度结构，其晶粒尺寸均匀，平均粒径150nm[1]。梯度技术预成微纳结构粘接面使釉锆粘接面成为均匀细小的纳米级粗糙的凹凸表面，提高表面粗糙度，大大增加粘接表面积，不需临床喷砂及酸蚀等特殊处理即可达到较好的粘接效果。因其纳米级的晶体粒径和独特的制作工艺，相比较高度抛光的传统氧化锆全冠，釉锆冠具有与天然牙更接近的摩擦系数，减小了其表面粗糙度，相应地减小对颌天然牙的磨耗[6]-[7]。
1、2抗老化性能
相比于传统氧化锆，釉锆在经历20小时实验室老化处理后（1小时老化处理相当于口内使用3年），其相变量是抛光的普通氧化锆的一半[8]，说明釉锆更加持久强韧。釉锆经疲劳实验以30-300N，15Hz的方式进行数万次疲劳实验，疲劳实验前后的强度均高于传统瓷块加工制造的产品。以上实验说明釉锆的抗老化及抗疲劳性能可能优于传统氧化锆，由于该方面的文献研究较少，等待进一步实验研究情况。
1、3美学性能
颜色及透光度对于牙科材料来说是十分重要的两个美学要素，二氧化锆全瓷牙几乎与患者天然牙具备相同的透光性，因而能够使患者获得良好的美观度[9]。传统氧化锆内部残留大量气孔和堆积缺陷，密度均匀性较差，光在瓷体内部散射量增大。纳米技术降低了釉锆的晶粒尺寸，提高其立方相含量，使其透光率增加，0.5mm釉锆直线光透光率达到25%[8]。传统数字化切削全锆冠需采用饰瓷使其颜色更接近天然牙，同时需人工调整饰色瓷材料以保证其美观效果，釉锆独特的透度梯度遮色方案使修复冠的颜色设计更加个性化，尤其对于中重度变色牙的修复更具有美学意义。
2、临床应用
临床对牙体或者牙列缺损进行修复时，修复材料选择很可能直接影响口腔修复效果。合金修复体虽然强度大、耐磨损，但美观条件差，且易出现牙龈染色、过敏等情况，无法满足患者的需求。随着口腔修复材料的发展，釉锆的诞生一方面可以满足患者对牙齿强度的需求，另一方面还可帮助患者在口腔修复结束后获得满意的美学效果[10]。釉锆增强了传统氧化锆的生物及力学性能，使其基本可应用于传统氧化锆的所有领域。有研究将釉锆应用于（牙合）龈距离不足的牙列缺损病例，实验结果表明[11]，釉锆全瓷冠可以较好的解决低咬合距离修复中存在的问题，在保证较好美观效果和足够强度的同时，避免了崩瓷的风险，同时减少了牙体预备的空间和对对颌牙的磨耗，更适用于（牙合）龈距离过低时的种植义齿修复。在以釉锆作为材料的全冠修复中[12]，釉锆全瓷冠的表面光洁度与天然牙相似，调合后易抛光，边缘密合性、机械强度和韧度良好，颜色相对丰富，可以满足后牙临床机械强度和美观的需要。
3、小结与展望
目前，釉锆已逐渐取代传统氧化锆进入口腔临床之中，其优于传统氧化锆的生物性能及力学性能降低了全瓷冠的崩瓷风险，使氧化锆修复材料应用范围更加广阔，如低（牙合）龈距离Bicon种植修复[11]等。关于釉锆的临床应用方面相关研究较少，期待后期的进一步临床研究结果。
参考文献
[1] 杨双. 釉锆（self-glazed zirconia）基台材料生物性能研究[C]. 中华口腔医学会口腔修复学专业委员会、中国国际科技交流中心.第十二次全国口腔修复学学术会议论文汇编.中华口腔医学会口腔修复学专业委员会、中国国际科技交流中心：中华口腔医学会，2018：42-43.
[2] Futoshi Komine，Markus B Blatz，Hideo Matsumura. Current status of zirconia-based fixed restorations[J].J Oral Sci，2010，4（52）：531-539. [3] Cattani-Lorenet M，Schemer SS，Ammann P，et al.Low temperature degradation of a Y-TZP dental ceramic[J].Acta Biomater，2011，7（2）：858-865.
[4] Andreiotelli M，Kohal RJ.Fracture strength of zirconia implants after artificial aging[J].Clin Implant Dent Relat Res，2009，11：158-166.
[5] 李明華，杨海滨，孙宏晨.氧化铝纤维对牙科氧化锆陶瓷机械性能的影响[J].实用口腔医学杂志，2011，27（01）：34-37.
[6] Yihong Liu，Yong Wang，Dianzheng Wang，Jing Ma，Leifeng Liu，Zhijian Shen. Self-glazed zirconia reducing the wear to tooth enamel[J]. Journal of the European Ceramic Society，2016，36（12）.
[7] Chong Liu，Mingyu Xiang，Zhengyi Fu，Zhijian Shen，Yan Xiong. Microstructural refinement in spark plasma sintering 3Y-TZP nanoceramics[J]. Journal of the European Ceramic Society，2016，36（10）.
[8] 赵静. 新一代全瓷修复体釉锆的特点与临床适应证[C]. 中华口腔医学会口腔修复学专业委员会.中华口腔医学会口腔修复学专业委员会第十次全国口腔修复学术大会论文集.中华口腔医学会口腔修复学专业委员会：中华口腔医学会，2016：45-46.
[9] 辛增玺，田璐鸣，刘长富.二氧化锆全瓷系统在口腔修复中的应用价值研究[J].当代医学，2020，26（06）：168-170.
[10] 蒲天鹏.二氧化锆全瓷技术在口腔修复中的应用价值分析[J].甘肃科技，2019，35（20）：127-129.
[11] 黄江勇，李婵秀，钟梅，冯玉环，郭吕华，吴哲.釉锆全瓷冠在低（牙合）龈距离Bicon种植修复中的应用探讨[J].分子影像学杂志，2018，41（04）：444-447.
[12] 周团锋. 釉锆全瓷冠修复后牙缺损1例[C]. 中华口腔医学会口腔修复学专业委员会.中华口腔医学会口腔修复学专业委员会第十次全国口腔修复学术大会论文集.中华口腔医学会口腔修复学专业委员会：中华口腔医学会，2016：55.
关键词：釉锆;口腔医学;发展;性能
氧化锆以其优良的生物相容性、稳定性、绝缘性、适宜的力学性能及接近自然牙的美学效果在口腔临床中应用广泛。随着数字化技术和制造技术的发展，沈志坚教授率领的团队将纯形制造原理与功能梯度化技术和纳米化技术相结合，制作出了釉锆一体全瓷修复体[1]，使其无需饰瓷上釉即能达到最接近天然牙的美学效果，更使其生物相容性、力学性能及化学性能进一步提高。
1、釉锆的性能
1、1力学性能
稳定的 ZrO2抗压强度为 2.1 KMPa，挠曲强度>1 GPa，断裂韧性（KIC）9～10 nm/m3/2[2]，弹性模量达（2374±22）GPa[3]，種植体的断裂强度为725～820 N[4]。釉锆在保证普通氧化锆力学性能稳定的同时，其三点弯曲强度超过 1200MPa，韦伯模数 m>16，远高于其他全瓷修复体。临床修复体为达到所需稳定性，牙备量常>=1.2mm，冠（牙合）面所需最小厚度为1.5 mm，须磨除较多牙体组织。釉锆由于其一体化的工艺程序，保证其在有足够强度的同时只需切削比传统氧化锆更少的牙体组织（>=0.6mm）。
传统氧化锆在临床应用时进行饰瓷上釉以保证其美学效果，增加了牙体预备量的同时，饰瓷与基底冠之间的双层结构是其薄弱环节，以及在修复体饰面前常会进行喷砂处理，表面残留的氧化铝晶粒会改变核瓷在饰面时热胀系数，对界面结合产生负性影响[5]。釉锆冠的特殊加工方式不同于传统的数字化切削全锆冠的加工方式，以纳米晶体粒子层层叠加，使其表面无需人工饰瓷，单纯的上釉即可具有类似天然牙的色泽，相比于传统饰瓷氧化锆全冠，避免了两种异质界面导致崩瓷的风险。
目前临床上全瓷冠多种多样，传统氧化锆晶粒尺寸大且不均匀，平均粒径300nm，而釉锆作为一种完全数字化3D纯形增材制造的全瓷一体氧化锆，具有传统氧化锆不具备的纳米梯度结构，其晶粒尺寸均匀，平均粒径150nm[1]。梯度技术预成微纳结构粘接面使釉锆粘接面成为均匀细小的纳米级粗糙的凹凸表面，提高表面粗糙度，大大增加粘接表面积，不需临床喷砂及酸蚀等特殊处理即可达到较好的粘接效果。因其纳米级的晶体粒径和独特的制作工艺，相比较高度抛光的传统氧化锆全冠，釉锆冠具有与天然牙更接近的摩擦系数，减小了其表面粗糙度，相应地减小对颌天然牙的磨耗[6]-[7]。
1、2抗老化性能
相比于传统氧化锆，釉锆在经历20小时实验室老化处理后（1小时老化处理相当于口内使用3年），其相变量是抛光的普通氧化锆的一半[8]，说明釉锆更加持久强韧。釉锆经疲劳实验以30-300N，15Hz的方式进行数万次疲劳实验，疲劳实验前后的强度均高于传统瓷块加工制造的产品。以上实验说明釉锆的抗老化及抗疲劳性能可能优于传统氧化锆，由于该方面的文献研究较少，等待进一步实验研究情况。
1、3美学性能
颜色及透光度对于牙科材料来说是十分重要的两个美学要素，二氧化锆全瓷牙几乎与患者天然牙具备相同的透光性，因而能够使患者获得良好的美观度[9]。传统氧化锆内部残留大量气孔和堆积缺陷，密度均匀性较差，光在瓷体内部散射量增大。纳米技术降低了釉锆的晶粒尺寸，提高其立方相含量，使其透光率增加，0.5mm釉锆直线光透光率达到25%[8]。传统数字化切削全锆冠需采用饰瓷使其颜色更接近天然牙，同时需人工调整饰色瓷材料以保证其美观效果，釉锆独特的透度梯度遮色方案使修复冠的颜色设计更加个性化，尤其对于中重度变色牙的修复更具有美学意义。
2、临床应用
临床对牙体或者牙列缺损进行修复时，修复材料选择很可能直接影响口腔修复效果。合金修复体虽然强度大、耐磨损，但美观条件差，且易出现牙龈染色、过敏等情况，无法满足患者的需求。随着口腔修复材料的发展，釉锆的诞生一方面可以满足患者对牙齿强度的需求，另一方面还可帮助患者在口腔修复结束后获得满意的美学效果[10]。釉锆增强了传统氧化锆的生物及力学性能，使其基本可应用于传统氧化锆的所有领域。有研究将釉锆应用于（牙合）龈距离不足的牙列缺损病例，实验结果表明[11]，釉锆全瓷冠可以较好的解决低咬合距离修复中存在的问题，在保证较好美观效果和足够强度的同时，避免了崩瓷的风险，同时减少了牙体预备的空间和对对颌牙的磨耗，更适用于（牙合）龈距离过低时的种植义齿修复。在以釉锆作为材料的全冠修复中[12]，釉锆全瓷冠的表面光洁度与天然牙相似，调合后易抛光，边缘密合性、机械强度和韧度良好，颜色相对丰富，可以满足后牙临床机械强度和美观的需要。
3、小结与展望
目前，釉锆已逐渐取代传统氧化锆进入口腔临床之中，其优于传统氧化锆的生物性能及力学性能降低了全瓷冠的崩瓷风险，使氧化锆修复材料应用范围更加广阔，如低（牙合）龈距离Bicon种植修复[11]等。关于釉锆的临床应用方面相关研究较少，期待后期的进一步临床研究结果。
参考文献
[1] 杨双. 釉锆（self-glazed zirconia）基台材料生物性能研究[C]. 中华口腔医学会口腔修复学专业委员会、中国国际科技交流中心.第十二次全国口腔修复学学术会议论文汇编.中华口腔医学会口腔修复学专业委员会、中国国际科技交流中心：中华口腔医学会，2018：42-43.
[2] Futoshi Komine，Markus B Blatz，Hideo Matsumura. Current status of zirconia-based fixed restorations[J].J Oral Sci，2010，4（52）：531-539. [3] Cattani-Lorenet M，Schemer SS，Ammann P，et al.Low temperature degradation of a Y-TZP dental ceramic[J].Acta Biomater，2011，7（2）：858-865.
[4] Andreiotelli M，Kohal RJ.Fracture strength of zirconia implants after artificial aging[J].Clin Implant Dent Relat Res，2009，11：158-166.
[5] 李明華，杨海滨，孙宏晨.氧化铝纤维对牙科氧化锆陶瓷机械性能的影响[J].实用口腔医学杂志，2011，27（01）：34-37.
[6] Yihong Liu，Yong Wang，Dianzheng Wang，Jing Ma，Leifeng Liu，Zhijian Shen. Self-glazed zirconia reducing the wear to tooth enamel[J]. Journal of the European Ceramic Society，2016，36（12）.
[7] Chong Liu，Mingyu Xiang，Zhengyi Fu，Zhijian Shen，Yan Xiong. Microstructural refinement in spark plasma sintering 3Y-TZP nanoceramics[J]. Journal of the European Ceramic Society，2016，36（10）.
[8] 赵静. 新一代全瓷修复体釉锆的特点与临床适应证[C]. 中华口腔医学会口腔修复学专业委员会.中华口腔医学会口腔修复学专业委员会第十次全国口腔修复学术大会论文集.中华口腔医学会口腔修复学专业委员会：中华口腔医学会，2016：45-46.
[9] 辛增玺，田璐鸣，刘长富.二氧化锆全瓷系统在口腔修复中的应用价值研究[J].当代医学，2020，26（06）：168-170.
[10] 蒲天鹏.二氧化锆全瓷技术在口腔修复中的应用价值分析[J].甘肃科技，2019，35（20）：127-129.
[11] 黄江勇，李婵秀，钟梅，冯玉环，郭吕华，吴哲.釉锆全瓷冠在低（牙合）龈距离Bicon种植修复中的应用探讨[J].分子影像学杂志，2018，41（04）：444-447.
[12] 周团锋. 釉锆全瓷冠修复后牙缺损1例[C]. 中华口腔医学会口腔修复学专业委员会.中华口腔医学会口腔修复学专业委员会第十次全国口腔修复学术大会论文集.中华口腔医学会口腔修复学专业委员会：中华口腔医学会，2016：55.