發(fā)布日期：2019-12-09

   記者從中國科學(xué)院金屬研究所獲悉，該所材料疲勞與斷裂實(shí)驗(yàn)室劉增乾研究員和張哲峰研究員與美國加州大學(xué)伯克利分校、吉林大學(xué)相關(guān)人員開展合作，采取組成復(fù)合化和組織結(jié)構(gòu)仿生化設(shè)計，將臨床應(yīng)用的氧化鋯陶瓷與生物相容性樹脂相結(jié)合，通過模仿天然貝殼珍珠層的微觀組織結(jié)構(gòu)，設(shè)計研發(fā)了一種硬度、強(qiáng)度和模量均與人體正常牙齒完全匹配的新型氧化鋯—樹脂仿生復(fù)合義齒材料，有望替代目前應(yīng)用較為廣泛的氧化鋯全瓷義齒。

　　新型義齒材料微觀上具有與天然貝殼類似的組織結(jié)構(gòu)，氧化鋯以片層形式平行排列或以“磚墻”形式緊密堆疊，其間的空隙以樹脂填充。新型義齒材料保留了氧化鋯陶瓷優(yōu)異的生物相容性、耐腐蝕性和美學(xué)效果，并且具有一定的塑性變形能力和獨(dú)特的動態(tài)耗能特性，即義齒在受力時能夠通過黏彈性變形消耗外力施加的能量，從而起到保護(hù)牙床和對磨牙齒的作用。

　　傳統(tǒng)氧化鋯陶瓷義齒的硬度、模量遠(yuǎn)高于人牙，當(dāng)人們安上這類假牙后，會顯著加速對頜以及兩側(cè)接觸的正常牙齒的磨損。在新型義齒材料與牙齒對磨的實(shí)驗(yàn)中，該材料具有比氧化鋯陶瓷更低的摩擦系數(shù)，能夠顯著減輕義齒對人體正常牙齒的磨損。特別是新型義齒材料的斷裂韌性高于目前報道的所有義齒材料，其仿生結(jié)構(gòu)通過促進(jìn)裂紋偏轉(zhuǎn)、阻止裂紋張開等機(jī)制對裂紋擴(kuò)展起到有效的阻礙作用。

　　此外，新型義齒材料較氧化鋯全瓷牙也更容易進(jìn)行機(jī)械加工，特別是利用計算機(jī)輔助設(shè)計與制造（CAD/CAM）的方法即可在醫(yī)院為患者現(xiàn)場制作，改變了現(xiàn)有氧化鋯全瓷義齒只能以“私人定制”的方式進(jìn)行加工生產(chǎn)，從而實(shí)現(xiàn)了批量供貨，顯著降低了義齒的制備加工成本并縮短了患者的等待時間。

　　劉增乾指出，新型仿生復(fù)合義齒材料有望替代目前應(yīng)用廣泛的氧化鋯全瓷義齒，能顯著提升義齒的使用效果并延長其使用壽命，具有可觀的應(yīng)用前景和市場潛力。

　　目前，研究團(tuán)隊正在就新型義齒材料在模擬循環(huán)咬合條件下的疲勞性能、著色以及生物相容性等方面開展進(jìn)一步研究，并與醫(yī)院合作開展臨床應(yīng)用方面的探索。

來源：科技日報