目前，全瓷牙已經(jīng)成為牙科修復(fù)材料的首選材料，除具備優(yōu)異的力學(xué)性能外，還具備極佳的生物相容性，不會造成牙齦發(fā)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(zhì)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(xiàn)碎裂的情況；其次氧化鋯與其他材質(zhì)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(zhì)。

精益求精

不過人總得往高處走，牙科修復(fù)界也在追求性能更出眾的修復(fù)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(fù)材料相比較為美觀，但用作冠橋修復(fù)的材料時依舊會由于透光性能差而美學(xué)效果欠佳，因此臨床應(yīng)用中一般會在表面添加飾瓷加以掩蓋。不過飾瓷的強(qiáng)度與氧化鋯差距較大，導(dǎo)致崩瓷成為了氧化鋯冠修復(fù)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(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，業(yè)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(xué)性能的新型材料。它與普通氧化鋯陶瓷的區(qū)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(dāng)晶粒的直徑更接近可見光波長在380~780 nm時，會產(chǎn)生最大的光吸收，導(dǎo)致透光率低；當(dāng)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(xiàn)致密排列，從而增加材料密度，減少氣孔數(shù)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(fā)現(xiàn)，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(dāng)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(qiáng)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(jié)構(gòu)的組成，改變氧化鋯陶瓷的光學(xué)均勻性，影響陶瓷的半透性。以氧化釔作為穩(wěn)定劑的3Y-四方氧化鋯多晶體有良好的強(qiáng)度和韌性，以及優(yōu)異的穩(wěn)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(shù)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(qiáng)度和斷裂韌性相對于部分穩(wěn)定四方氧化鋯下降了1/2～2/3。現(xiàn)今，已有含8mol%釔的氧化鋯成品應(yīng)用于臨床。

3.立方氧化鋯的占比

市面上的氧化鋯產(chǎn)品，大致可依據(jù)立方氧化鋯的占比分為傳統(tǒng)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(chǎn)品越透明。這是由于氧化鋯四方相因其雙折射性質(zhì)，折射率在不同的晶體方向上是各向異性的；光在晶界處發(fā)生反射和折射現(xiàn)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(wěn)定氧化鋯成分可實現(xiàn)更高的立方相占比。

4.氣孔

半透明陶瓷應(yīng)在燒結(jié)過程中盡量減少氣孔。由固相燒結(jié)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(jié)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(fā)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(yōu)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(jié)法，致密其內(nèi)部結(jié)構(gòu)，減少了氣孔的數(shù)量，降低了光的散射，從而獲得更高的半透性。HARIANAWALA等認(rèn)為，超透氧化鋯的孔隙需控制在納米級別。

5.燒結(jié)溫度

氣孔越少，陶瓷透明度就越高，而較高的燒結(jié)溫度可以減少氣孔數(shù)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(jié)溫度仍需控制在合理范圍內(nèi)，因為在燒結(jié)接近完成時若繼續(xù)升高溫度，晶界可能產(chǎn)生二次再結(jié)晶，把氣孔等雜質(zhì)包入晶體內(nèi)部，致密度不再提高，小氣孔容易并入低壓的大氣孔內(nèi)，使大氣孔越來越大，燒結(jié)體出現(xiàn)膨脹現(xiàn)象。除了燒結(jié)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(dá)到減少氣孔的目的。最終燒結(jié)溫度和保溫時間直接影響燒結(jié)密度，并影響材料的透光率。

超透氧化鋯的應(yīng)用

不過超透氧化鋯優(yōu)良的半透性是以削弱強(qiáng)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(qiáng)度和韌性下降。而牙科陶瓷用于制造≥4個單元的修復(fù)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(fù)體。因此，超透氧化鋯不被推薦用于≥3個單位的后牙修復(fù)，其更適合作為前牙微創(chuàng)修復(fù)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(jī)械性能，相比于玻璃陶瓷修復(fù)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(wěn)定的固溶體，從而防止氧化鋯冷卻過程中的晶體轉(zhuǎn)變。同時立方相是一種穩(wěn)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(yīng)用上，中透氧化鋯可用作替代牙本質(zhì)，但不建議用于替代牙釉質(zhì)，而超透氧化鋯可以替代牙釉質(zhì)，且不需要增加修復(fù)體體積，適于部分冠、貼面等超薄修復(fù)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(jié)合精細(xì)的多部拋光及金剛石拋光膏的應(yīng)用，以提高極佳的表面光澤度。

資料來源：

超透氧化鋯修復(fù)體的臨床應(yīng)用現(xiàn)狀，田正宇，王劍

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