2.1   氧化锆类陶瓷的临床应用    随着生活和科技水平的进步，人们对牙齿美观性与功能的要求不断提高，口腔修复技术持续发展的同时，口腔修复材料的种类也在不断更新。目前临床中常用的口腔修复材料有金属、牙科用复合树脂和陶瓷材料3大类。由于陶瓷材料具有美观性好、机械强度(硬度、耐磨度、压缩强度、挠曲强度)高、稳定性及氧化程度高、通透性强、良好的X射线投射等特点，因此在目前口腔修复中使用较为普遍[1]，其中氧化锆类陶瓷材料以其优良的美学修复效果、良好的生物相容性日渐受到了医生与患者的青睐。 2.1.1  美学性能   由于传统镍铬合金修复体的内冠边缘会置于患者牙龈沟中，并且可以接触到唾液、龈沟液，极易产生腐蚀，导致牙龈着色。在长久使用过程中，传统水门汀溶解导致继发龋，不仅影响前牙区美学修复效果，还会引发牙体牙髓相关炎症，影响修复体的使用寿命，严重者导致基牙根部折断、引发咬合力障碍，以致丧失咀嚼功能[2]。氧化锆类修复体具有理想的透光性且光泽度佳，其颜色和通透性更加接近天然牙齿，可以胜任前牙区美学修复[3-4]。 2.1.2   生物相容性    氧化锆类陶瓷属于生物惰性材料，具有最小的不良反应、良好的细胞黏附性、出色的组织反应性、较少的炎症浸润及与周围骨骼和软组织的高度生物相容性等优良性能[5]。各种体内外研究表明，氧化锆对成骨细胞、成纤维细胞等无细胞毒性作用，并通过合成各种必需蛋白和结构蛋白使细胞具有修饰细胞外基质的能力[6-7]。研究证实，种植体上的牙菌斑积聚与植入物周围黏膜发炎之间存在因果关系，而氧化锆基台与金属相比具有较低的表面自由能和表面润湿性，因此减弱了细菌的附着力，降低植入物周围疾病的风险[8]。氧化锆类陶瓷应用于骨组织替代材料、口腔桩核材料、冠桥修复材料、种植材料后很好地解决了由金属带来的变色、腐蚀、过敏等问题[9-10]。以新鲜兔凝血为材料所做的急性溶血实验结果显示，氧化锆类陶瓷浸润液溶血率小于5%，符合国际通用标准，提示氧化锆类陶瓷材料无溶血性[11]。 2.2   氧化锆的物理化学性能 2.2.1   氧化锆的物理特性    氧化锆是一种存在立方晶型、单斜晶型和四方晶型3种形式的多晶材料，在不同的熔点有不同形态，并且在一定温度条件下会发生转换。纯的氧化锆陶瓷烧结后在室温下因膨胀产生裂纹会导致应力破碎，因此加工时宜加入稳定氧化物[12]。 2.2.2   氧化锆在口腔中的应用 掺钇的四方氧化锆多晶：晶体烧结过程中结构会发生转变(四方晶型→单斜晶型)，体积增大可能导致裂纹的形成，加入氧化钇可稳定此过程。但转变过程中会发生“相变增韧”现象，本质上是增加的体积挤压裂缝使其关闭引起韧性增加[13](此时增加4%体积是有益的)。掺钇的四方氧化锆多晶抗裂性特别高[14]，其力学性能与其晶粒尺寸关系密切，烧结的温度和时间与其尺寸大小呈正相关。氧化锆磨损率高[15]，一些研究表明，在潮湿环境中掺钇的四方氧化锆多晶将失去一些稳定性能，强度下降，但其化学稳定性仍很好。喷砂和研磨会增加掺钇的四方氧化锆多晶挠曲强度[16]，但不利于其在循环荷载下的长期性能[17]，增加了对老化的敏感性[18]；热处理和精抛光会使其挠曲强度降低，因为发生了相变逆转和去除了表层的压应力层。 氧化锆增韧氧化铝：氧化铝氧化锆陶瓷的初始强度较高，经过老化后的长期强度表现也较好[19]。因其孔隙度大于烧结的掺钇的四方氧化锆多晶，所以机械性能普遍低。 氧化锆陶瓷材料的特点：氧化锆陶瓷机械性能优良，美观自然，耐化学腐蚀，生物相容性佳(极少引起过敏反应和细菌黏附)。大多数研究报告表明，氧化锆最主要的缺点是粘固过程中涂层材料的磨损，影响着陶瓷的强度和界面结合的紧密性[13]。氧化锆的化学惰性也会影响粘接效果，进而影响修复体的功能。全轮廓氧化锆修复体有着不透明、在体内发生低温降解的缺点[14]。 2.3  氧化锆的临床粘固操作要点   粘固作为牙冠修复过程中的关键步骤，是防止修复体断裂、提高修复成功率的重要保障[20]。 2.3.1   喷砂   喷砂是高速运动的氧化铝颗粒对氧化锆表面强烈冲击的过程，目的是形成粗糙、湿润的粘接面[21]，其原理为喷砂能引起氧化锆晶体发生四方-单斜相转变，从而使单斜氧化锆晶体含量急剧增加[22]。单斜氧化锆晶体含量的增加有益于氧化锆断裂韧性和粘接性能的提升[23]。然而，喷砂也存在不足之处，其导致的表面损坏、断裂等不良后果不仅降低了氧化锆的机械特性，同时也缩短了牙冠修复体的使用寿命[24]。因此在喷砂过程中，对压力、距离及氧化铝颗粒大小等因素的正确把控有利于避免对粘接面的损害[25]。另外，实验表明碳化硅喷砂的效果优于氧化铝喷砂，对碳化硅喷砂的研究及2种喷砂形式的比较有待进一步了解[26]。 2.3.2   偶联剂   偶联剂通过共价键来实现各个界面之间的牢固结合，目前主要有含10-甲基丙烯酰氧癸基磷酸酯(10-methacryloyloxydecyl dihydrogen phosphate，10-MDP)成分的底漆和硅烷底漆两大类。10-MDP中的磷酸盐单体含有长且疏水的碳链结构，疏水基团暴露在表面形成了防水结构，减轻了唾液对氧化锆修复体的直接损害[27-28]。除此之外，  10-MDP与氧化锆表面形成的P-O-Zr键可能也具有防水作用[29]。但是，若单独使用含10-MDP单体的底漆，对于提高氧化锆与树脂之间的粘接强度没有显著作用，所有的实验样品均显示氧化锆表面出现树脂界面破坏[30]。因此，含有10-MDP成分的底漆更适合与其他粘固操作联合应用，例如与喷砂联合应用不仅弥补了单独使用10-MDP的缺陷，而且也增强了经喷砂后粘接面的附着性[31]。偶联剂中10-MDP的浓度、溶剂的成分、pH值等因素与氧化锆粘接性能的改变息息相关[32-33]。实验结果表明，10-MDP浓度与氧化锆粘接强度之间存在非线性关系[32]。关于溶剂对粘接效果的影响，由于纯10-MDP是一种黏性胶体，其分子结构过于拥挤，无法以非溶剂形式有效地分散在氧化锆表面，因此需要溶剂乙醇或丙酮以促进10-MDP的分散。Chen 等[33]探究了溶剂对10-MDP与氧化锆之间化学亲和力的影响，结果表明当丙酮作为溶剂时，氧化锆表面形成P-O-Zr 键的百分比含量最高，粘接效果最佳，其次为乙醇。另外，当粘接剂的pH值小于2.5时，10-MDP单体的结合能力可能会有所下降[34]。 虽然单独使用硅烷底漆能够提高粘接性，但硅烷底漆更适用于已有硅涂层的粘接面，例如与二氧化硅涂层技术联合应用[35]。根据热力学计算，与10-MDP和氧化锆形成的共价键相比，硅与硅烷偶联剂之间的化学键更不易水解[36]。同时，实验证实硅烷底漆与二氧化硅涂层技术的联合应用比喷砂与10-MDP联合应用更加稳定[37]。若单独将硅烷底漆与10-MDP比较，实验表明经硅烷底漆处理过的界面在老化后粘接强度显著下降，而经10-MDP处理过的界面未显示粘接强度有明显改变[29]。 2.3.3   激光   激光的目的在于增加氧化锆表面粗糙度，有利于在氧化锆表面与树脂之间形成微观机械连接[38]，但是激光所引起的氧化锆过热会导致表面碎裂和单斜相转变[39]。故激光过程中，脉冲的强度与时间控制对粘接效果有重大影响。短时的脉冲在保证粘接面有足够粗糙度的基础上避免了氧化锆过热的产生[40]。随着釉锆在临床的广泛应用，对于激光的研究也逐渐渗透到釉锆方面。实验证明Er:YAG激光对釉锆表面有明显作用，当脉冲能达到400 mJ时不仅增加了釉锆的剪切粘接强度，同时减少了微渗漏[41]。 2.3.4   酸蚀   酸蚀主要是利用氢氟酸、盐酸等腐蚀性酸增加氧化锆表面的接触面积。氢氟酸酸蚀仅适用于含有玻璃相的陶瓷材料，对于惰性极强的氧化锆酸蚀没有显著的蚀刻效果[20]。但是，目前有实验测试了一种实验性酸溶液(800 mL乙醇，200 mL 37%HCl和2 g氯化铁)，结果显示该酸溶液在100 ℃下应用1 h能够溶解氧化锆的表面并保证良好的附着力[42]。就酸蚀而言，不仅考虑其对氧化锆表面的蚀刻效果，也要结合其产生的负面效果进行综合评定，而相关的负面效果还未有比较详细的评估[43]。 2.4   氧化锆修复体的临床使用寿命 2.4.1  氧化锆修复体的生存率   氧化锆修复体因为具有较好的美观性、高效性、精确性和生物相容性等，目前已作为临床口腔修复学中的常用材料被应用。EL SHAHAWY 等[44]通过研究氧化锆修复体的临床效果发现，1年后氧化锆修复体的生存率为95.3%，2年后为80.2%，是已知材料中较好的结果。 2.4.2  饰瓷对修复体使用寿命的影响   一般为了满足修复体与人体天然牙的良好结合，需要将饰瓷和基底瓷共同烧结形成修复体。虽然饰瓷具有较好的美学效果，但烧结饰瓷修复体发生瓷崩裂的概率远高于玻璃全瓷修复体或者金属烤瓷修复体[45-46]，因此在制造修复体时应该适当减少修复体中的饰瓷占比。 2.4.3  氧化锆桩核对修复体使用寿命的影响    在临床修复工作中，当牙体存在较大缺损时经常使用桩核冠修复的方法，氧化锆桩核不仅弥补了金属桩核相容性差、临床核磁共振有伪影等不足，也克服了预成纤维桩易微渗漏的缺点[47]。通过对比金属桩核和氧化锆桩核在前牙修复中的效果发现，氧化锆桩核在牙体颜色、完整程度、抗损伤程度等多方面表现都优于金属桩核[48]。通过分析氧化锆桩核和纤维树脂桩核的临床疗效发现，二氧化锆桩核的使用在牙体大面积缺损修复中具有更加良好的效果[49]。因而在符合金属桩核临床适应证条件下推荐使用氧化锆材质制作桩核，以此延长修复体的使用寿命。 2.4.4   修复方式不同对修复体使用寿命的影响   SULAIMAN等[50]通过研究修复体7.5年的断裂率发现：整体修复体比分层修复体有更低的断裂率。修复方式的不同对修复体使用寿命有较大的影响，所以适当情况下应选用整体修复的方式。 2.4.5  支持方式不同对修复体使用寿命的影响  义齿的支持方式有许多种。CANTNER等[51]通过研究牙支持和种植体支持氧化锆牙冠的临床效果发现，3年牙支持和种植体支持氧化锆修复体的成功率分别为98.2%和100%，两者的临床效果均良好，但牙支持的修复体更易产生并发症。因此，牙支持和种植体支持对氧化锆修复体使用寿命的影响有待研究。 2.4.6  瓷崩裂对修复体使用寿命的影响   陶瓷材料具有其相应的脆性，临床应用中经常发生瓷崩裂的状况。蔚劲涛等[52]通过对氧化锆修复体临床效果进行回顾性研究发现，相比于其他失败原因，例如：咬合低、脱落、颜色匹配差等，瓷崩裂是临床氧化锆修复体失败的最主要原因，占总失败比的86.2%，且失败主要集中于修复后前3个月，因此应在多方面降低瓷崩裂的概率。 2.5  氧化锆未来发展趋势与展望   口腔修复学是治疗牙体、牙列缺损与缺失的重要治疗手段，利用各种材料(如陶瓷、金属、高分子树脂材料等)制作修复体并佩戴，或将其固定、植入口腔中，从而达到恢复口腔结构和功能的目的。这就对修复体的力学性能、美学性能等理化性能提出了要求，并且修复体还需具有良好的生物安全性[53]。 在牙科修复材料快速发展及人们追求修复体更高仿真度的前提下，全瓷修复体的使用日益增多，其中氧化锆陶瓷凭借着优异性能应用广泛。氧化锆陶瓷具有可恢复缺失天然牙的咀嚼功能、能够适应复杂的口腔生物环境[54]、对人体无生物学安全隐患等优点，目前作为口腔修复中广泛应用的材料之一，其在口腔固定修复中的有效性已得到充分肯定 [55-58]。但是它不含玻璃相基质，透明度较低[59]，因此在进行前牙区修复时往往需要对其进行饰瓷操作。经临床研究，人们发现伴随着氧化锆陶瓷修复体使用时间的增长，修复体发生饰瓷的脱离与崩裂概率有所增加[60]。 在口腔修复材料的发展过程中，有人尝试将多晶陶瓷二氧化锆与硅酸锂玻璃陶瓷相结合形成二硅酸锂玻璃陶瓷，它的颜色和半透明性在陶瓷材料中具有绝对的优势，目前常用于前牙贴面且单冠较多。三单位固定桥的机械强度与氧化锆陶瓷相差较多[61]。同时二硅酸玻璃陶瓷修复体脆性较大，临床上长期应用依赖于粘接[62]，因此它目前主要应用于前牙修复中[63]。 随着数字化技术的发展，釉锆出现在人们视野中。与采用减材制造工艺的传统氧化锆生产制造方法不同，釉锆采用3D胶态沉积技术的纳米梯度氧化锆，即将所有修复体放入1 450 ℃的马弗炉中在空气中无压烧结90 min，达到99.9%以上的相对密度后冷却至室温[64]。它的晶粒结构(100-250 nm)比用传统干压成型技术制备的氧化锆(晶粒结构：200-600 nm)更细更均匀。在与传统氧化锆冠摩擦系数的比较实验中，因纳米级晶粒的独特排列其摩擦系数与天然牙更接近，可以减少天然牙的损耗并具有更加优异的外观[65]。同时其表面不需要饰瓷操作，经过上釉就可以使牙冠具有较好的颜色和光泽，显著提高了美观度，也避免饰瓷操作所带来的崩瓷和修复体脱落等风险[66]。釉锆作为新型数字化3D纯形增材制造的全瓷一体氧化锆，在粘接表现、粘接耐久性方面与传统氧化锆的具体区别有待深入探究。釉锆能否代替传统氧化锆和其他材质的全瓷修复体还需要经过具体的科学实验及临床观察进一步证实。 "