目前，全瓷牙已經成為牙科修復材料的首選材料，除具備優異的力學性能外，還具備極佳的生物相容性，不會造成牙齦發言，對X光線也任何阻擋，其種類可以簡單分為三種，即氧化鋯全瓷牙、鑄瓷牙和氧化鋁全瓷牙。

在這三種材質中，氧化鋯是最為堅固的一種，其斷裂韌性比是氧化鋁的兩三倍，不易出現碎裂的情況；其次氧化鋯與其他材質相比更加美觀，還可通過上色、飾瓷等手段做到“以假亂真”，因此成為了最受歡迎的全瓷牙材質。

精益求精

不過人總得往高處走，牙科修復界也在追求性能更出眾的修復材料。盡管氧化鋯的性能已基本能滿足人們的日常需求，但它依舊有一些不太理想的地方。比如說氧化鋯雖然跟其他修復材料相比較為美觀，但用作冠橋修復的材料時依舊會由于透光性能差而美學效果欠佳，因此臨床應用中一般會在表面添加飾瓷加以掩蓋。不過飾瓷的強度與氧化鋯差距較大，導致崩瓷成為了氧化鋯冠修復體失敗的最常見原因之一。

全鋯冠橋

俗話說靠人不如靠己，如果氧化鋯陶瓷本身能夠更帥氣一些，那是不是就不需要借助外力了？因此隨著材料技術的進一步發展，業界開始研究如何做出更透明的超透氧化鋯材料。

影響氧化鋯半透性的因素

顧名思義，超透氧化鋯就是一種兼有陶瓷材料固有的耐腐蝕、耐高溫及絕緣性的特性，又有著近似玻璃陶瓷般的光學性能的新型材料。它與普通氧化鋯陶瓷的區別，主要集中在以下幾點：

1.晶粒的直徑

晶粒的大小影響透射率。當晶粒的直徑更接近可見光波長在380~780 nm時，會產生最大的光吸收，導致透光率低；當晶粒尺寸小于入射光波長時，透光率高。直徑小而均勻的顆粒可以實現致密排列，從而增加材料密度，減少氣孔數和減小孔徑，這對材料半透性的改善具有決定性影響。

有研究發現，對于晶粒尺寸82 nm、厚度1.3 mm的氧化鋯陶瓷，其半透性良好；而隨著厚度增加到1.5和2.0 mm時，為了使材料保持同樣半透性，晶粒尺寸需分別降至77和70 nm。當晶粒尺寸減小到亞微米或納米級時，不透明的多晶陶瓷可以制成半透明。不過要注意，晶粒尺寸的增減都會影響氧化鋯陶瓷的強度。

2.添加相的種類與量

添加相可以改變氧化鋯陶瓷的相對密度和粒徑，增加陶瓷微結構的組成，改變氧化鋯陶瓷的光學均勻性，影響陶瓷的半透性。以氧化釔作為穩定劑的3Y-四方氧化鋯多晶體有良好的強度和韌性，以及優異的穩定性和耐磨性。典型的3Y-TZP由5.18%釔（3mol%）和>90%四方氧化鋯組成。隨著釔含量增加，氧化鋯的立方相和半透性增加。

（來源：ceramagix）

美國3M公司在2014年介紹了一種含7.10wt%釔的半透明氧化鋯粉末，平均晶粒尺寸為150 nm，含75%四方氧化鋯和25%的立方氧化鋯。增加立方相的數量，減小晶粒尺寸可使實驗材料更加透明。日本Tosoh公司也采用了同樣方式制備半透明氧化鋯-Zpex Smile。然而，由于相變增韌程度的降低，其彎曲強度和斷裂韌性相對于部分穩定四方氧化鋯下降了1/2～2/3?，F今，已有含8mol%釔的氧化鋯成品應用于臨床。

3.立方氧化鋯的占比

市面上的氧化鋯產品，大致可依據立方氧化鋯的占比分為傳統氧化鋯、半透氧化鋯、高透氧化鋯及超透氧化鋯。氧化鋯的立方相占比越高，產品越透明。這是由于氧化鋯四方相因其雙折射性質，折射率在不同的晶體方向上是各向異性的；光在晶界處發生反射和折射現象，透光率降低，使得四方相透光性較差。而各向同性的立方氧化鋯減少了來自晶界的光散射。通過添加更高比例的氧化釔來穩定氧化鋯成分可實現更高的立方相占比。

4.氣孔

半透明陶瓷應在燒結過程中盡量減少氣孔。由固相燒結法得到的一般氧化物陶瓷，即使密度較高，通常也并不透明，這是由于晶粒在燒結的最終階段快速生長，形成了散在的封閉氣孔。氧化鋯晶體具有2.20折射率而空氣只有1.00的折射率，光線在穿過氧化鋯材料時遇到氣孔發生散射氣孔將成為散射的中心。

有研究證明，如果氣孔的存在率從0.85%降低到0.25%時，透光率將增加33%。優化熱處理過程是減少氣孔的有效方法，美國3M公司LAVA氧化鋯全陶瓷材料就采用熱等靜壓燒結法，致密其內部結構，減少了氣孔的數量，降低了光的散射，從而獲得更高的半透性。HARIANAWALA等認為，超透氧化鋯的孔隙需控制在納米級別。

5.燒結溫度

氣孔越少，陶瓷透明度就越高，而較高的燒結溫度可以減少氣孔數量，因此隨著溫度的升高，陶瓷逐漸致密化，晶粒直徑增大，陶瓷的透光率也會隨之增加。

然而，燒結溫度仍需控制在合理范圍內，因為在燒結接近完成時若繼續升高溫度，晶界可能產生二次再結晶，把氣孔等雜質包入晶體內部，致密度不再提高，小氣孔容易并入低壓的大氣孔內，使大氣孔越來越大，燒結體出現膨脹現象。除了燒結的溫度，也需要控制加熱速率，以確保整個材料均勻受熱，控制晶體的生長速率和尺寸，達到減少氣孔的目的。最終燒結溫度和保溫時間直接影響燒結密度，并影響材料的透光率。

超透氧化鋯的應用

不過超透氧化鋯優良的半透性是以削弱強度為代價的，這是由于立方相是一種各向同性但較為脆弱的相位，隨著立方相含量的增加，相變增韌能力減少，強度和韌性下降。而牙科陶瓷用于制造≥4個單元的修復體所需的最小斷裂韌性為5MPam^1/2，而平均斷裂韌性為4.82MPam^1/2的5Y-PSZ超透氧化鋯只能用于≤3個單元的修復體。因此，超透氧化鋯不被推薦用于≥3個單位的后牙修復，其更適合作為前牙微創修復的手段，例如其可以將貼面厚度降至0.1~0.3 mm并保持良好的機械性能，相比于玻璃陶瓷修復體可以保留更多牙體組織。

超透氧化鋯（來源：ceramagix）

不過超透氧化鋯對低溫老化的抗性較高，這是因為氧化釔可與氧化鋯形成穩定的固溶體，從而防止氧化鋯冷卻過程中的晶體轉變。同時立方相是一種穩定相，在5Y-TZP超透氧化鋯中，較高的釔含量（>5mol%）引入了約50%氧化鋯立方相，使得5Y-TZP陶瓷在具有高透光性的同時還有良好的抗老化性。

應用上，中透氧化鋯可用作替代牙本質，但不建議用于替代牙釉質，而超透氧化鋯可以替代牙釉質，且不需要增加修復體體積，適于部分冠、貼面等超薄修復體。此外，超透氧化鋯瓷盤的顏色范圍更大，也減少了對表面染色的需求。另外，如果想得到更自然、更逼真的外觀，也可以結合精細的多部拋光及金剛石拋光膏的應用，以提高極佳的表面光澤度。

資料來源：

超透氧化鋯修復體的臨床應用現狀，田正宇，王劍

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