Trong lĩnh vực kỹ thuật y sinh, nhu cầu về các vật liệu tương thích sinh học hiệu suất cao tiếp tục tăng lên. These materials must not only possess physicochemical properties similar to human tissues but also withstand complex physiological environments while maintaining functional integrity over extended periodsGốm Zirconia, một vật liệu tiên tiến kết hợp sức mạnh giống kim loại với thẩm mỹ giống như răng, đã nổi lên như một vật liệu không thể thiếu trong chỉnh hình, nha khoa và các lĩnh vực liên quan.
Zirconium dioxide (ZrO2), thường được gọi là zirconia, là một oxit tinh thể của zirconium đại diện cho một vật liệu phi kim loại vô cơ quan trọng.Sự nổi bật của nó trong các ứng dụng y sinh xuất phát phần lớn từ tính chất vật lý hóa học độc đáo của nó, cung cấp cả sức mạnh cơ học tương đương với kim loại và màu sắc giống như răng tự nhiên.
Zirconia tồn tại trong ba cấu trúc tinh thể khác nhau:
Trong quá trình làm mát, zirconia trải qua chuyển đổi pha từ khối thành đơn, kèm theo sự mở rộng khối lượng 3-5% có thể gây ra căng thẳng bên trong dẫn đến sự cố vật liệu.Phương pháp ổn định sử dụng oxit kim loại (MgO), CaO, hoặc Y2O3) ức chế các biến đổi này.Polycrystals tetragonal zirconia ổn định bởi yttria (Y-TZP) hiện đang thống trị các ứng dụng y sinh do tính chất cơ học tối ưu và khả năng tương thích sinh học.
Lý thuyết Garvie năm 1975 giải thích hiệu suất cơ học đặc biệt của zirconia thông qua biến đổi pha do căng thẳng.Các giai đoạn tetragonal chuyển thành đơn ở trạng thái căng thẳng (e(ví dụ, ở đầu vết nứt), tạo ra căng thẳng nén cản trở sự lan rộng vết nứt, một hiện tượng được gọi là làm cứng biến đổi.
Zirconia cho thấy các tính chất cơ học cạnh tranh với thép không gỉ:
Điều kiện bề mặt ảnh hưởng đáng kể đến hiệu suất. Khô và khiếm khuyết làm giảm độ bền, trong khi đánh bóng cải thiện tuổi thọ.Sự lão hóa do nhiệt thủy trong môi trường ẩm gây ra sự suy giảm độ bền thông qua sự suy giảm Y2O3 ở ranh giới ngũ cốc. Sơn bề mặt cũng làm giảm độ dẻo dai bằng cách giới thiệu các vết nứt vi mô. Các chiến lược giảm thiểu bao gồm:
Kể từ khi được sử dụng lần đầu tiên trong y tế vào năm 1969 để thay thế hông, zirconia đã cho thấy tính tương thích sinh học tuyệt vời trong cả in vivo (cấy ghép xương đùi khỉ) và trong các nghiên cứu in vitro.
Zirconia gây viêm nhẹ hơn titan, với các nghiên cứu cho thấy:
Zirconia thúc đẩy sự dính, phát triển và phân biệt tế bào xương.
Vật liệu hỗ trợ dính và chữa lành tế bào mô mềm, làm cho nó phù hợp với các ứng dụng tiếp xúc niêm mạc.
Ưu điểm so với việc phục hồi kim loại-thạch sứ:
Sử dụng cụ thể bao gồm vương miện, cầu, trụ cột cấy ghép, veneer và niêm phong chỉnh nha.
Kỹ thuật tăng cường hoạt tính sinh học:
Cho phép cấy ghép cụ thể cho bệnh nhân thông qua:
Sự kết hợp hợp tác với:
Gốm Zirconia đại diện cho một vật liệu sinh học biến đổi với tính chất cơ học đặc biệt, khả năng tương thích sinh học và phẩm chất thẩm mỹ.Những tiến bộ liên tục trong khoa học vật liệu và công nghệ sản xuất hứa hẹn sẽ mở rộng các ứng dụng lâm sàng của nó, cuối cùng cải thiện kết quả bệnh nhân trên các ngành chỉnh hình và nha khoa.
