中国粉体网讯  氧化锆陶瓷由于其优良的力学性能、生物相容性以及美学性能等优势被广泛应用于临床，然而，当其长期处于150~400℃的温度范围和潮湿的环境下时，氧化锆陶瓷会发生从四方相到单斜相的转变，同时由于体积膨胀产生大量的微裂纹，使种植体的力学强度严重下降，这就是低温老化现象。这种现象产生的微裂纹为空气中的水蒸气进一步进入到陶瓷中提供条件，进而加剧相变的进一步发生，产生更多的微裂纹，这些微裂纹交错、重叠、扩展成宏观裂纹，最终导致牙科植入体断裂而失效。

除了有低温老化（LTD）的问题，氧化锆陶瓷还存在着缺乏生物活性的缺点。当氧化锆材料作为种植体植入口腔后，因其无法与生物组织产生稳定的化学键合，长时间后种植体周围会长出一层生物膜被将其包裹住，进而导致种植体松动最终失效。由于氧化锆陶瓷的生物惰性，很大程度上限制了其在齿科种植领域的应用。

改善氧化锆生物活性的方法

生物惰性氧化锆陶瓷表面无法与周围骨组织和其他组织发生整合是导致体内种植失败的主要原因。具有生物活性的陶瓷材料在体内会生成类骨羟基磷灰石层而与附近的骨成分发生化学性结合。因此可以通过提高氧化锆的生物活性来提高种植成功的几率。还可以根据体内实验来验证材料的生物活性，即将材料植入到动物体内一段时间，除了无炎症反应外，通过分析种植体和骨组织结合情况，例如有无新骨生成或者是形貌变化，移除扭矩测试等方法来判定植入材料的生物活性。

提高惰性材料的生物活性，一般是通过表面处理或复合生物活性物质使在其表面产生有机功能基团（Zr-OH）或是沉积生物活性钙磷涂层（Ca-P）来改善其生物活性。 

（1）加入生物活性物质

加入生物活性物质 该种方法是最简单也是最直接的方法，将具有生物活性的组分直接与氧化锆粉末进行机械混合来改善氧化锆陶瓷材料的生物活性。 

Kishi S等在ZrO₂陶瓷中加入纳米HA组成复相材料，在SBF矿化实验中，表面生成了类骨磷灰石。Cortes D A等在Mg-PSZ陶瓷中加入硅灰石在1550℃烧结成复合材料后，先后置于SBF和1.5× SBF中各浸泡7天，其中浸泡SBF时，溶液中埋入硅灰石粉体，表面可矿化成HA。Nogiwa-Valdez A A等人在ZrO2中加入CaO-SiO₂生物活性玻璃制成复相材料，在SBF矿化实验中试样表面形成了HA。

（2）表面改性

喷砂是一种成熟的表面处理工艺，以压缩空气为动力，将喷料高速喷射到物体表面，增加物体表面的粗糙度和清洁度。氧化锆陶瓷修复体的时代，氧化铝喷砂是生产端最常用的表面处理方式。目前，研究者使用的喷砂参数不尽相同，大多使用50～100μm的氧化铝颗粒，喷砂压力0.1～0.5MPa，喷砂时间10～30s。

热酸蚀可以增强氧化锆与饰瓷、树脂的结合强度，但是在处理过程中会用到甲醇、盐酸等危险工业品，实验和生产的安全性要求高，工艺复杂，目前尚无成熟可靠的热酸蚀处理设备，这限制了热酸蚀在生产端的推广。

激光处理也是通过表面粗化作用来增强氧化锆与饰瓷、树脂结合强度。

氧化锆陶瓷表面缺乏玻璃相，不含或极少含有氧化硅成分，很难与饰瓷层发生化学反应。通过各种方法在氧化锆陶瓷表面制备硅涂层，使其表面化学成分与玻璃基饰瓷相近，二者之间更容易发生化学反应，从而增加锆-瓷结合强度。但是，目前尚未找到最佳的硅涂层厚度；并且当前的硅涂层技术较多，实验样本的制备和实验指标的检测缺乏统一标准，不同研究之间的可比性差；同时，一些用于制备硅涂层的设备尚处于实验室阶段，加之硅涂层技术工艺复杂，尚不能用于大规模生产。

低温等离子体可以增强氧化锆与饰瓷、树脂的结合强度，但是各实验之间的处理参数存在差异，因此可比性较差，并未明确何种等离子体的处理效果最优，且未揭示低温等离子体是否可使氧化锆与饰瓷、树脂间接产生化学结合。

小结：

氧化锆由于其极高的耐腐蚀性和优良的力学性能，被认为是一种适合应用于牙科修复的陶瓷材料。虽然氧化锆陶瓷拥有较高的力学强度和独特的美学效果，但缺乏生物活性。 研究者尝试使用多种方法进行氧化锆表面处理，来增强氧化锆与饰瓷、树脂等材料的结合强度。总的来说，目前常用的处理方式尚不能满足临床需求，探寻如何提高氧化锆陶瓷生物活性的同时又保持其较高的力学性能，是氧化锆陶瓷更好地用于口腔修复领域亟待解决的问题。

参考来源：

1、李健，李锋等.牙科用氧化锆陶瓷的表面处理方法及其研究进展

2、贺勇，余琼.氧化锆陶瓷用作齿科修复材料的现状及发展趋势

3、柯金环.生物活性氧化锆牙科陶瓷材料的制备与性能的研究 

4、秦艳萍.生物活性氧化锆牙科种植体材料的制备与性能研究

（中国粉体网编辑整理/青黎）

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