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牙齿(chi)是人身体上非常(chang)重要的一(yi)个部分，成块的食物(wu)若不经过牙齿(chi)的粉碎研(yan)磨，便会难(nan)以下咽。但人有旦夕祸福(fu)，很(hen)难(nan)说什么时候小(xiao)意(yi)外突(tu)然(ran)出现导致牙齿(chi)破损，这样不仅(jin)影(ying)响(xiang)进食，也(ye)影(ying)响(xiang)健(jian)康。

牙科(ke)修复材(cai)料的种类

为了将牙齿恢(hui)复到良(liang)好的(de)形状和(he)功能，首先要做的(de)就是准(zhun)备合适的(de)牙科修(xiu)(xiu)复材料。牙科修(xiu)(xiu)复材料种类繁多，主(zhu)要可(ke)分为金(jin)属、树脂和(he)陶瓷三大类——金属牙科修复材料发展较为成熟，但口腔中电解质环境复杂，会对金属产生一定的腐蚀作用，使口腔中金属离子浓度逐渐升高，对口腔健康不利；树脂基材料色泽美观、粘接固位效果好，但其在充填过程中会发生固化收缩，导致边缘缝隙增大；陶瓷材料具有良好的色泽稳定性、耐磨性、生物相容性以及出色的光学性能和美观性，目前被认为是最有前景的牙科修复材料，全瓷材(cai)料也(ye)逐渐(jian)成(cheng)为牙科修复材(cai)料的研(yan)究热点(dian)。

金属烤瓷牙和(he)氧化锆(gao)全(quan)瓷牙

全瓷材料是指不(bu)含金属内冠的(de)陶(tao)瓷修复(fu)体，目前最(zui)受(shou)关(guan)注的(de)材料是具(ju)有优(you)良的(de)稳定(ding)性(xing)、耐磨性(xing)和生物相(xiang)容性(xing)的(de)氧化(hua)锆陶(tao)瓷。不(bu)过人(ren)无(wu)完人(ren)金无(wu)足赤，氧化(hua)锆陶(tao)瓷也有自(zi)己不(bu)足的(de)地方，那就是在低温潮(chao)湿条件(jian)下会发生四方相(xiang)-单斜相转变，导致体积膨胀，从而引起微裂纹和宏观裂纹的产生，即产生低温老化(hua)现象。此外，氧化锆在X射线成像时会出现放射状伪影，影响医生对病况的准确判断。

氮化硅也(ye)是个好(hao)选择

既然(ran)氧化(hua)(hua)锆(gao)还称不上完美，业界当然(ran)想继(ji)续找出更合(he)适(shi)的材(cai)料，氮化(hua)(hua)硅(gui)(gui)(gui)(gui)就(jiu)这么入了眼(yan)。研究表明，氮化(hua)(hua)硅(gui)(gui)(gui)(gui)陶(tao)(tao)瓷(ci)同(tong)样具(ju)有优秀的生物(wu)相容性与化(hua)(hua)学稳定性，高(gao)的强度和断裂韧性，其磨(mo)损率远(yuan)远(yuan)低于(yu)(yu)金(jin)属和其他陶(tao)(tao)瓷(ci)材(cai)料，同(tong)时密度比(bi)氧化(hua)(hua)铝、氧化(hua)(hua)锆(gao)和钛合(he)金(jin)等更小。凭(ping)借比(bi)其他生物(wu)材(cai)料更好的骨整合(he)性能(neng)，氮化(hua)(hua)硅(gui)(gui)(gui)(gui)陶(tao)(tao)瓷(ci)目前已被成功(gong)应用于(yu)(yu)骨科修复手(shou)术，对于(yu)(yu)有孔腔的氮化(hua)(hua)硅(gui)(gui)(gui)(gui)陶(tao)(tao)瓷(ci)，骨细胞能(neng)够(gou)向(xiang)其孔内(nei)生长，而且植(zhi)入体(ti)(ti)内(nei)的氮化(hua)(hua)硅(gui)(gui)(gui)(gui)陶(tao)(tao)瓷(ci)也不会(hui)影响X射线成像。

骨科手术用(yong)氮化硅种植体实例

都是植入体，既(ji)然氮(dan)化硅陶瓷已在骨科修复(fu)领(ling)域做出成绩，那它在牙科修复(fu)领(ling)域是否也有同(tong)样的(de)潜(qian)力呢？研究人员认为，有。下面是它的(de)部(bu)分优势总结。

①力学性能

氮化(hua)硅(gui)陶瓷力学性(xing)能优异，具有较高的(de)断裂强度(du)、优良的(de)耐磨性(xing)、韧性(xing)和抗热冲(chong)击性(xing)，在(zai)工业制(zhi)造中得以广泛应用。氮化(hua)硅(gui)陶瓷密(mi)度(du)为(wei)3.15~3.26 g/cm3，只有氧化锆的一半，更接近于牙齿本身密度；弹性模量为300~320 GPa，远高于钛合金，与氧化锆增韧氧化铝陶瓷相当；抗弯强度为800～1100 MPa，高于标准中冠桥修复的强度要求（500 MPa），是氧化铝陶瓷的2~3倍，接近氧化锆增韧氧化铝陶瓷和钇稳定氧化锆陶瓷的抗弯强度；断裂韧性为8~11 MPa·m^1/2，远超过牙科陶瓷的(de)最高要求（5 MPa·m^1/2），是氧(yang)化铝陶瓷的2倍，高于氧化锆增韧氧化铝陶瓷，与氧化锆陶瓷相当；维氏硬度在13~16 GPa，与氧化铝陶瓷接近。

②射线(xian)成(cheng)像性能

氮化硅陶(tao)瓷(ci)能很好(hao)地阻挡射线透(tou)过，因此与氧化物(wu)陶(tao)瓷(ci)、金属等(deng)牙(ya)科修复材(cai)料(liao)相比，氮化硅陶(tao)瓷(ci)作为(wei)生(sheng)物(wu)植入材(cai)料(liao)在X射线成像时更加清晰。另外氮化硅陶瓷是无磁性的，在计算机断层扫描和核磁共振成像时能清晰地显示种植体周围组织的整合，不会产生通常在钛合金植入体周围观察到的放射状伪影。这是理想牙科植入材料的一个重要特征。

③抗菌性

抗菌性是骨科植(zhi)入(ru)体的一个重要需求。细菌感染会使植(zhi)入(ru)体松动，阻碍骨愈合，从而(er)导致骨科手(shou)术的失败。Gorth等首次研究了Si₃N₄陶瓷、金(jin)属Ti和树脂材料聚醚醚酮(PEEK)对革兰氏阴性细菌的体外增殖作用。结果表明，在72 h后，氮化硅陶瓷表面的细菌数量明显少于Ti和PEEK，说明氮化硅植入体体外抗菌性优于Ti和PEEK。

④生物相容性

生物相容性(xing)是(shi)指生命体组织与非活性(xing)材料发生反应的一种性(xing)能(neng)，是(shi)生物材料研究中(zhong)始终贯(guan)穿的主题。Howlett等通过实验证明了氮化硅陶瓷的体内生物相容性，他们将氮化硅陶瓷植入兔股骨髓腔内3个月后，种植体周围组织没有发生任何炎症反应。另一项研究表明，植入兔胫骨内的Si₃N₄陶瓷和Ti种植体在术后8周内均未引起不良反应，骨愈合情况相似。

⑤骨整合性能

骨(gu)整合性(xing)能是指在(zai)光学显(xian)微镜下(xia)，正常骨(gu)和(he)(he)植入体材(cai)料之间看不见软组织，两者直(zhi)接接触，表现为材(cai)料和(he)(he)骨(gu)组织的连续性(xing)。Neumann等在研究氮化硅陶瓷在骨中的生物相容性时发现，在小型猪模型中，用氮化硅陶瓷制作的额骨接骨板与螺钉有着令人满意的骨整合效果，说明氮化硅陶瓷是良好的面部骨外科生物材料。

氮化硅陶瓷太黑了怎么(me)办？

虽(sui)然(ran)上面总结了氮(dan)化(hua)硅(gui)的(de)种种优势，证明了它作为种植体(ti)在理论上是完全可行的(de)。但是氮(dan)化(hua)硅(gui)陶瓷的(de)颜色通(tong)常为灰(hui)色或灰(hui)黑(hei)色，与牙(ya)齿颜色相差较大，不能满足(zu)美(mei)观的(de)要求，所以(yi)如果要投入(ru)应用，前提就是找到与氮(dan)化(hua)硅(gui)陶瓷相匹配的(de)饰面瓷。

灰黑色的氮(dan)化硅粉(fen)体(ti)(ti)

饰面瓷要求具有与(yu)天(tian)然牙相近的颜色、透明(ming)度、力(li)学性能以(yi)及良好(hao)的生物相容性，同时其热膨胀系(xi)数要低于基(ji)底材(cai)料的10%，以便在二者界面上产生一定的压应力，利于饰面瓷和基底的结合。不过目前市售的饰面瓷主要是跟氧化锆和金属等基底配套使用，热膨胀系数在10×10^-6/℃左右，与氮化硅(gui)的热膨胀系数(3.0～3.5×10^-6/℃)不匹配。因(yin)此要发展氮(dan)化硅(gui)陶瓷牙科修(xiu)复材料，研(yan)发与氮(dan)化硅(gui)陶瓷相匹配的饰面瓷是现(xian)阶(jie)段最(zui)迫(po)切的需(xu)求。

资料(liao)来(lai)源：

氮化(hua)硅陶(tao)瓷牙科(ke)修复材料研究进展，姜(jiang)磊，方(fang)厦，尹双，毛(mao)栋梁，潘丽梅，汤学华，杨建。

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