齿如瓠犀丨漫谈全瓷牙与烤瓷牙的材料

二千多年前，《诗经》中这样描写美女庄姜的盛世美颜：手如柔荑，肤如凝脂，领如蝤蛴，齿如瓠（hù）犀，螓首蛾眉，巧笑倩兮，美目盼兮。“齿如瓠犀”，意思就是牙齿像瓠瓜子一样洁白又整齐，可见从那时候起，人们就已经把牙齿作为审美因素之一了。

牙齿对于颜值的影响超过我们很多人的想象，不仅仅牙列缺损等疾病需要做牙齿修复，不少爱美人士为了在镜头前展现完美笑容，也纷纷在牙齿上做文章，包括正畸、做烤瓷牙或全瓷牙。今天我们就来聊聊烤瓷牙和全瓷牙的材料。

曾经的金属烤瓷牙

曾经有小品中，某村民畅想有钱了以后的愿望，其中之一就是要给家人镶一口金牙，既能炫富，还能让人“偷都偷不走”。的确，使用黄金等贵金属作为镶牙材料，自古有之。因为黄金是惰性金属，比较能够适应口腔内温暖潮湿且有多种微生物存在的环境。但是贵金属价格昂贵，且质地较软，所以国内并没有广泛使用。

图1 金属烤瓷牙

事实上，十多年前，国内使用最普遍的就是非贵金属合金烤瓷牙，即将烤瓷粉经高温烧结使其熔附在金属合金底材上，制成所谓的烤瓷牙。被许可上市的金属烤瓷牙，主要是NiCr合金烤瓷、纯Ti金属烤瓷、钛合金烤瓷（如Ti-6Al-4V）与CoCr合金烤瓷，但临床应用上多以NiCr合金烤瓷牙为主。NiCr合金具有一定的抗折强度和机械性能，但NiCr合金长期在口腔环境中易被腐蚀，常引发牙龈炎、龈缘黑线等不良反应，伤及患牙牙周组织，其长期生物安全性令人担忧。金属合金烤瓷牙还有一个不利的因素就是磁共振和CT检查时易形成伪影。所以后面又发展了所谓的全瓷牙。

氧化锆全瓷牙为何脱颖而出？

图2 全瓷牙

全瓷牙的材料有ZrO2陶瓷、Al2O3陶瓷、白榴石、锂基瓷等。现在临床应用上以ZrO2陶瓷为主。陶瓷的基本特点是化学性能稳定，有良好的生物相容性，质地致密、强度高、硬度大、耐磨损。生活中，家用碗碟大多都是陶瓷材料。但是常规粘土烧制的陶瓷材料有个致命的弱点，硬而脆，韧性差，比如瓷碗摔下桌子，就“粉身碎骨”了。很显然，常规陶瓷不能用于牙科陶瓷。牙科陶瓷不但要硬度高，还要有韧性。这就是ZrO2全瓷牙能脱颖而出的原因所在，因为它具有“相变增韧”的特性。

纯ZrO2有三种不同的晶型，在常温下属于单斜晶系(m-ZrO2)，就是俗称的斜锆石，超过1170℃转变为四方相(t-ZrO2)，然后在2370℃转变为立方相(c-ZrO2)。研究发现，通过添加氧化物稳定剂，如Y2O3、CeO2等，可以使高温下才能存在的四方相稳定存在室温下，这种亚稳定的四方相能在应力诱导下，发生四方相向单斜相转变的马氏体相变，并伴有3-5%的体积膨胀，由于相变产生的体积效应而吸收大量的断裂能，从而使材料表现出异常高的断裂韧度，即所谓的“相变增韧”，使得氧化锆陶瓷具有高韧性、高耐磨性。