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Company Blog About 지르코니아 세라믹은 획기적인 응용 프로그램으로 바이오 의학을 변화시킵니다
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지르코니아 세라믹은 획기적인 응용 프로그램으로 바이오 의학을 변화시킵니다

2026-02-03
Latest company news about 지르코니아 세라믹은 획기적인 응용 프로그램으로 바이오 의학을 변화시킵니다

생의학 공학 분야에서는 고성능, 생체 호환성 물질에 대한 수요가 계속 증가하고 있습니다. These materials must not only possess physicochemical properties similar to human tissues but also withstand complex physiological environments while maintaining functional integrity over extended periods지르코니아 세라믹은 금속과 같은 강도와 치아와 같은 미학을 결합한 첨단 재료로 정형외과, 치과 및 관련 분야에서 필수적인 재료로 부상했습니다.

1장: 지르코니아 세라믹의 기본 특성

지르코늄 이산화 (ZrO2) 는 일반적으로 지르코니아라고 불리는 지르코늄의 결정성 산화물이며 중요한 무기 비금속 물질을 나타냅니다.생의학적 응용분야에서 그 중요성은 그 독특한 물리 화학적 특성 때문, 금속과 비교할 수 있는 기계적 강도와 천연 치아와 같은 색채를 제공합니다.

1.1 결정 구조와 안정화

지르코니아는 세 가지 다른 결정 구조로 존재합니다.

  • 모노클리닉 (M):방온 최대 1170°C에서 안정적이며, 낮은 대칭과 중요한 격자 매개 변수 애니소트로피가 특징입니다.
  • 네모 (T):1170°C에서 2370°C 사이 안정성, 더 높은 대칭성 및 격자 애니소트로피가 감소합니다.
  • 큐브 (C):2370°C 이상 안정성, 동위 격자 매개 변수와 가장 높은 대칭성을 가진다.

냉각 과정에서 지르코니아는 3~5%의 부피 확장과 함께 입자에서 단기 단계 변환을 겪으며 내부 스트레스가 물질 고장으로 이어질 수 있습니다.금속 산화물 (MgO) 를 이용한 안정화 방법CaO 또는 Y2O3) 는 이러한 변환을 억제합니다.유트리아 안정화 된 테트라곤 지르코니아 폴리 크리스탈 (Y-TZP) 은 최적의 기계적 특성 및 생물 호환성으로 인해 현재 생의학 응용 분야를 지배하고 있습니다..

1.2 변환 경화 메커니즘

1975년 가비 이론은 지르코니아의 특별한 기계적 성능을 스트레스로 인한 단계 변환으로 설명합니다.메타스태블 테트라고널 단계는 스트레스 아래에서 모노클리닉으로 변합니다.예를 들어, 균열 끝에서), 균열의 확산을 방해하는 압축 스트레스를 생성합니다. 변환 경화라고 불리는 현상.

1.3 기계적 특성

지르코니아는 스테인리스 스틸과 경쟁하는 기계적 특성을 보여줍니다.

  • 팽창 강도: 900~1200 MPa
  • 압축 강도: ~2000 MPa
  • 높은 분해 강도
  • 탁월한 피로 저항력 (28 kN에서 ~ 50 억 회전까지 견딜 수 있다)
1.4 표면 처리 및 노화

표면 상태 는 성능 에 큰 영향 을 미칩니다. 거칠성 과 결함 은 내구성 을 감소 시키고, 닦는 것 은 수명 을 향상 시킨다.습한 환경에서의 수열 노화로 인해 곡물 경계에서 Y2O3 고갈로 인해 강도가 저하됩니다.표면 깎는 것은 또한 미세 균열을 도입함으로써 강도를 감소시킵니다. 완화 전략에는 다음이 포함됩니다:

  • 증강 된 밀도화
  • 노화 방지 첨가물 (예를 들어, 실리카)
  • 보호 코팅
2장: 지르코니아의 생물 호환성
2.1 세포독성 및 변생성

1969 년 에 허프 이식 에 처음 사용 된 이래, 지르코니아 는 인 비보 (원숭이 허벅지 이식) 과 인 비트로 연구 에서 모두 우수한 생물 호환성 을 나타냈다. 연구 는 다음 과 같이 확인 한다.

  • 세포 독성 물질은 없습니다.
  • 변생성 효과가 없습니다 (암성 임계치보다 더 적은 섬유세포 변종)
2.2 염증 반응

지르코니아는 티타늄보다 가벼운 염증을 유발합니다.

  • 염증 침투 감소
  • 미세 혈관 밀도가 낮습니다
  • VEGF 발현 감소
  • 박테리아 부산물 축적 감소
2.3 뼈 통합 능력

지르코니아는 뼈 세포의 접착, 증식 및 분화를 촉진합니다. 수산화염이나 뼈 형태 유전 단백질로 표면 변형은 뼈 통합을 더욱 향상시킵니다.

2.4 부드러운 조직 호환성

이 물질은 부드러운 조직 세포 부착과 치유를 지원하여 점막 접촉 응용에 적합합니다.

3장: 임상 적용
3.1 정형수술용
  • 힙/ 무릎 의족 (메탈/세라믹 대안에 비해 착용 저항성이 향상)
  • 뼈 나사/판 (파열 고정을 위한 고강성)
3.2 치과용

금속-세라믹 복원보다 장점:

  • 미학: 천연 치아 같은 투명성
  • 생체 호환성: 치아 자극 감소
  • 강성: 씹는 힘 을 견딜 수 있다

특정 용도는 왕관, 다리, 임플란트 기둥, 장단 및 정형 치아 브래킷입니다.

제4장 미래 방향
4.1 새로운 지르코니아 재료
  • 나노 지르코니아 (강화된 강도/강도)
  • 그라디언트 지르코니아 (최적화 된 특성 분포)
  • 포러스 지르코니아 (세포/혈관 통합 개선)
4.2 표면 변경

생체활성성을 증진시키는 기술:

  • 생물활성 코팅 (하이드록시아파타이트, BMP)
  • 표면 경화 (세포 부착 촉진)
  • 이온 이식
4.3 3D 인쇄

다음을 통해 환자 특유의 임플란트를 가능하게 합니다.

  • 소재 추출
  • Vat 광 폴리머화
  • 파우더 베드 핵융합
4.4 복합 개발

다음과 함께 시너지 조합:

  • 생체활성 안경 (골수전도)
  • 바이오 세라믹스 (생물활성성 향상)
  • 폴리머 (향상된 유연성)
제5장 결론

지르코니아 세라믹은 특별한 기계적 특성, 생체 호환성 및 미적 품질을 가진 변형 바이오 물질을 나타냅니다.물질 과학 과 제조 기술 에 대한 지속적인 발전 은 그 임상적 적용 을 확대 할 것 이라고 약속 한다, 궁극적으로 정형외과와 치과 분야에 걸쳐 환자의 결과를 개선합니다.