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牙齿是(shi)人身(shen)体(ti)上非常(chang)重要的(de)一个部分，成块的(de)食物若不经(jing)过牙齿的(de)粉碎研磨(mo)，便会难以(yi)下咽。但人有旦夕祸福，很(hen)难说什么时候小(xiao)意外突然(ran)出(chu)现导(dao)致牙齿破损(sun)，这样(yang)不仅影(ying)响进(jin)食，也影(ying)响健康。

牙科修复材料的种类

为了将牙齿恢复到良好(hao)的形(xing)状和(he)(he)功能，首先要(yao)做的就是准备合(he)适的牙科(ke)修(xiu)复材(cai)料。牙科(ke)修(xiu)复材(cai)料种类(lei)(lei)繁多，主(zhu)要(yao)可分为金属、树脂和(he)(he)陶瓷三大类(lei)(lei)——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(ci)材料也逐渐成为牙科(ke)修(xiu)复材料(liao)的研(yan)究热点。

金属烤瓷牙和(he)氧化锆全瓷牙

全瓷(ci)材料是(shi)指(zhi)不含金(jin)属内冠(guan)的陶瓷(ci)修复体(ti)，目(mu)前最受(shou)关注的材料是(shi)具有优良的稳定性、耐磨性和生物相容性的氧化(hua)锆陶瓷(ci)。不过人(ren)无完人(ren)金(jin)无足赤，氧化(hua)锆陶瓷(ci)也有自己(ji)不足的地方(fang)，那就是(shi)在低(di)温潮湿条(tiao)件下会发生四方(fang)相-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，即产生低温老化现象(xiang)。此外，氧(yang)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)是个好选(xuan)择

既然(ran)氧(yang)化(hua)(hua)锆还称不(bu)上完美，业界当然(ran)想继续(xu)找出更(geng)合(he)适的(de)材料(liao)，氮(dan)(dan)化(hua)(hua)硅就这么入(ru)(ru)了(le)眼。研究表明，氮(dan)(dan)化(hua)(hua)硅陶瓷(ci)(ci)同(tong)(tong)样具(ju)有优秀的(de)生物相容性与化(hua)(hua)学稳定性，高的(de)强度和断裂(lie)韧性，其(qi)(qi)磨损率远(yuan)远(yuan)低于(yu)金(jin)属和其(qi)(qi)他陶瓷(ci)(ci)材料(liao)，同(tong)(tong)时密度比氧(yang)化(hua)(hua)铝、氧(yang)化(hua)(hua)锆和钛合(he)金(jin)等更(geng)小。凭(ping)借比其(qi)(qi)他生物材料(liao)更(geng)好的(de)骨整合(he)性能(neng)，氮(dan)(dan)化(hua)(hua)硅陶瓷(ci)(ci)目(mu)前已被成功应用于(yu)骨科修复手术，对(dui)于(yu)有孔(kong)腔的(de)氮(dan)(dan)化(hua)(hua)硅陶瓷(ci)(ci)，骨细胞能(neng)够(gou)向(xiang)其(qi)(qi)孔(kong)内(nei)生长，而且植(zhi)入(ru)(ru)体(ti)内(nei)的(de)氮(dan)(dan)化(hua)(hua)硅陶瓷(ci)(ci)也不(bu)会影响X射线成像。

骨(gu)科(ke)手(shou)术(shu)用氮化硅种植体(ti)实例

都是植(zhi)入(ru)体(ti)，既然(ran)氮化硅陶瓷已在骨(gu)科修复领域(yu)做出(chu)成绩，那它(ta)在牙科修复领域(yu)是否也有同样的潜(qian)力呢？研(yan)究人员认为，有。下(xia)面(mian)是它(ta)的部分优势(shi)总(zong)结。

①力学性(xing)能(neng)

氮化硅陶瓷力学(xue)性能优(you)异，具有较高的断裂强(qiang)度、优(you)良的耐磨性、韧性和抗热冲击性，在(zai)工业制(zhi)造中得以(yi)广泛(fan)应用。氮化硅陶瓷密度为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(ci)的最高要求（5 MPa·m^1/2），是(shi)氧化铝陶瓷的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射线成像性能(neng)

氮化(hua)硅陶瓷能很好地阻挡射(she)线透过，因(yin)此与氧化(hua)物陶瓷、金属(shu)等牙(ya)科修复材料相(xiang)比，氮化(hua)硅陶瓷作为(wei)生物植(zhi)入材料在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(kang)菌性

抗菌性是骨科(ke)植入(ru)体(ti)(ti)的一个重要需求。细(xi)菌感染会(hui)使植入(ru)体(ti)(ti)松动，阻碍骨愈合，从(cong)而导致骨科(ke)手术的失败。Gorth等首次研究了Si₃N₄陶(tao)瓷(ci)、金属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(wu)相容性(xing)

生物相容(rong)性是指(zhi)生命体组织与非活性材料发(fa)生反应的(de)一种性能，是生物材料研究(jiu)中(zhong)始终(zhong)贯穿的(de)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(neng)

骨整合(he)性(xing)能是(shi)指在(zai)光学显微镜下，正常(chang)骨和(he)(he)植入体材料之间看不见软(ruan)组织，两(liang)者直接接触，表(biao)现为(wei)材料和(he)(he)骨组织的连续性(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(hua)硅陶瓷太黑了怎么办？

虽然上(shang)面(mian)总结了氮化硅的(de)(de)种种优势，证明了它作为(wei)种植体在理论上(shang)是(shi)(shi)完全(quan)可行的(de)(de)。但是(shi)(shi)氮化硅陶(tao)瓷(ci)的(de)(de)颜色通常为(wei)灰(hui)色或灰(hui)黑色，与(yu)牙齿颜色相差较大，不能满足美观的(de)(de)要求，所以(yi)如果要投入应用，前提就是(shi)(shi)找到(dao)与(yu)氮化硅陶(tao)瓷(ci)相匹配的(de)(de)饰面瓷。

灰黑色(se)的(de)氮化硅粉(fen)体(ti)

饰面瓷要求具(ju)有与天(tian)然牙(ya)相近的(de)(de)颜色、透明度、力(li)学性能以及良(liang)好的(de)(de)生物相容性，同时(shi)其热膨胀系(xi)数要低(di)于基底(di)材料的(de)(de)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，与氮化硅的(de)热膨胀系数(shu)(3.0～3.5×10^-6/℃)不匹(pi)(pi)配(pei)。因(yin)此要发展氮化硅陶瓷(ci)牙科修复材(cai)料(liao)，研发与氮化硅陶瓷(ci)相匹(pi)(pi)配(pei)的饰(shi)面瓷(ci)是现阶段最(zui)迫切的需求。

资料(liao)来源：

氮化硅(gui)陶瓷牙科修复材料研(yan)究进展，姜磊(lei)，方厦，尹双，毛栋(dong)梁，潘丽梅(mei)，汤学华(hua)，杨建。

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