合格的氧化锆全瓷修复材料，做起来可不容易！
牙齿具有咀嚼食物、影响面部美观、辅助发音等三大功能，一旦脱落便会带来很多麻烦，因此为了修复牙齿，具备多种优异功能的牙科全瓷牙修复体被越来越多地应用于了临床。据悉，目前国内全瓷牙市场空间预计超过20亿元。
常用于全瓷牙修复体的材料种类可以简单分为三种，即氧化锆全瓷牙、铸瓷牙和氧化铝全瓷牙。其中二氧化锆（ZrO2）陶瓷凭借其优异的性能，是近年来口腔材料界研究关注的热点。氧化锆陶瓷的优势很突出，它不仅具有良好的机械性能（断裂韧性、强度、硬度等）、生物相容性、稳定性、美观性、热导性和成形性，能很好解决常规全瓷冠材料强度和韧性不足的问题，而且断裂韧性和挠曲强度约是氧化铝陶瓷的两倍。
可以说，氧化锆陶瓷优异的机械性能显著弥补了传统陶瓷材料在口腔临床应用中出现的韧性低、耐冲击性差及脆性大等问题，为其在口腔修复领域中的应用及推广创造了前提，但要真正应用于口腔环境中，要做的工作还有很多。
高透氧化锆义齿
义齿用氧化锆瓷块分为白色及彩色两种，白色氧化锆瓷块在义齿加工厂加工时需染色并烧结后才可呈现出定制式义齿的颜色，而彩色氧化锆瓷块无需染色，经雕铣机加工后，通过烧结即可呈现出定制式义齿的颜色。白色及彩色氧化锆瓷块的原材料均为氧化锆粉，只是存在白色与彩色之分。
氧化锆陶瓷的研制包括粉体合成、素胚成型、陶瓷烧结等环节。显然，氧化锆粉是影响全瓷义齿用氧化锆瓷块性能的重要因素。粉体合成方法主要有3类：气相法、固相法和液相法。考虑到粉体制备的成本和实验操作的难易程度，液相法是当前制备氧化锆陶瓷前驱粉体最为广泛和实用的方法。液相法包括沉淀法、溶胶-凝胶法、水热法、微乳液法等，其中沉淀法和微乳液法需要精准控制反应条件，增加了实验难度，溶胶-凝胶法和水热法是目前制备氧化锆粉体最为常用的方法。
氧化锆陶瓷粉体制备工艺
此外，每个生产企业也须严格把控粉体原料的质量及性能指标，进行来料检验时对氧化锆粉的化学成分、粒径、密度进行检测，也可于检测后按照企业内部的要求进行试产以确定氧化锆粉性能指标的符合性。
二氧化锆存在单斜相、四方相、立方相三种不同的晶型。这三种晶型可以相互转化，其中四方相转变为单斜相的过程称为马氏体相变，相变过程中伴随有3~5%的体积膨胀。而氧化锆陶瓷在应力状态下不能发生滑移，因而材料容易产生裂纹，导致应力集中，使氧化锆陶瓷容易发生脆性断裂。
但若在纯氧化锆陶瓷中添加适量的氧化钇、氧化镁和氧化钙等氧化物，就能使四方相氧化锆晶型稳定地存在于室温，添加的氧化物被称为稳定剂。在应力诱导作用下，室温下存在的四方相氧化锆会发生马氏体相变，吸收部分能量，相变产生的体积膨胀会在一定程度上抑制裂纹进一步扩展这种应力诱导的马氏体相变能够有效改善陶瓷材料固有的脆性，提高氧化锆陶瓷材料的断裂韧性和抗弯强度，使氧化锆陶瓷成为理想的齿科修复材料。
氧化锆常用晶型稳定剂-稀土氧化物
此外，根据ISO6872-2015《Dentistry—Ceramicmaterials》标准，全瓷义齿用氧化锆瓷块（Ⅱ型）的主要性能指标包括均匀性、无外来异物、放射性、弯曲强度、断裂韧性、线胀系数、化学溶解性、收缩率。其中，弯曲强度的大小决定了全瓷义齿用氧化锆瓷块的临床预期用途，若弯曲强度≥800MPa，则可制作四单位及四单位以上的修复体。
生产全瓷义齿用氧化锆瓷块的关键工序是粉体成型和瓷坯预烧结。目前，国内主要采取的是干法成型的方式，包括等静压成型和干压成型，主要控制产品的尺寸及密度，因此密度应作为考量全瓷义齿用氧化锆瓷块性能的指标之一。瓷坯预烧结主要控制产品的硬度，若硬度超过企业制定的标准，将会对义齿加工厂加工产品时使用的雕铣机及车针造成一定的损坏，甚至会造成车针断裂；若硬度指标偏低，当应用于咀嚼硬物时，将会造成牙齿断裂，因此，在研究产品性能指标时还必须考虑硬度。另外，临床上常出现患者口腔黏膜、牙龈受刺激破溃充血出现红肿的现象，其原因之一为配方不正确，因此化学成分也是考量全瓷义齿用氧化锆瓷块性能的重要指标。
由于口腔内部具有复杂的生物环境，作为口腔修复材料首先一定要对人体无致敏性、无刺激性、无遗传毒性等，且具有优良的化学稳定性。目前，化学表征及毒理学分析手段难以为全瓷义齿用氧化锆瓷块的生物安全性提供足够的证据，所以，一般采取生物学试验的手段，如虑细胞毒性试验、迟发超敏反应试验、皮内反应或口腔黏膜刺激试验等。
作为定制式义齿的原材料，全瓷义齿用氧化锆瓷块无需进行消毒灭菌，但在制成义齿成品戴入患者口腔之前，须进行消毒。因为在加工过程中会产生粉尘，且所接触的器皿及操作人员均会造成对义齿的污染，应选择合适的消毒方法，如微波消毒法、戊二醛溶液浸泡消毒等。
随着齿科修复材料学的蓬勃发展，齿科氧化锆材料以其出色的力学性能，良好的生物相容性，在齿科全瓷修复领域得到了临床医生和患者的青睐，也吸引了不少人想进入这片庞大的市场，要想做出成绩的话，这些地方可都一定要注意噢！
资料来源：
1\医用氧化锆陶瓷成型体的制备、烧结及力学性能研究，熊峰。
2\全瓷义齿用氧化锆瓷块的安全有效性，龚雪，何文礼，尹长军，熊建都。
粉体圈NANA整理