关于种植牙材料背景知识

钛及钛合金是种植牙最常用的材料，已成为牙齿替换的黄金标准。然而，钛的一个缺点是其浅灰的颜色有时可以通过种植体周围的粘膜被看到。此外，研究表明，金属能够诱导非特异性免疫调节和自身免疫。新的一些陶瓷材料可能会克服这些缺点。但是，众所周知，陶瓷对剪切和拉伸载荷敏感，可能会导致早期材料失效。因此，高强度氧化锆陶瓷已成为种植牙的首选材料。

在确定植入体的力学和修复能力时，需要考虑材料特性和加工特性。这意味着单斜和四方相的二氧化锆(ZrO2)均需被考虑到。与单斜相相比，ZrO2以四方相存在时可以抵抗极端载荷力; 此外，它的高生物相容性使其成为理想的牙科材料。但除了这些正面的特质，四方相巨大的刚度却可能导致在负荷极限时的断裂。这些特性影响着设计，主要是关于生产、应用和一段式和两段式植入系统的性能。

目前市面上存在两种不同的生产种植体的方法:一段式(螺钉保留)和两段式ZrO2种植体。一段式ZrO2植入物的优点是没有微间隙。由ZrO2制成的两段式种植体在种植体和基台之间的连接处存在断裂或松动的风险。最新的ZrO2两段式系统的设计完全避免了这些风险，与两段式钛植入物相比，没有明显的缺点。归功于数字规划等新技术，加上两段式ZrO2系统的假体多样性，可以将适当的假体解决方案与手术上合理的种植体位置结合起来。由此，可以提前避免错误的功能，包括预期的断裂风险。

ZrO2样品的金相制备

二氧化锆作为牙种植体时需要对其适用性进行检验。下面的段落给出了用于确定ZrO2植入物孔隙度的金相样品制备细节。孔隙度是影响材料力学稳定性和组织长入性能的一个关键因素。

制备方法：

由于样品在特定压力极限下才显示出天然孔隙度和裂纹，因此镶嵌时应避免高压力的引入，同时应考虑陶瓷样品的高硬度。本案例中使用的是适合较硬材料的QATM KEM 15 plus丙烯酸基树脂进行镶嵌，粉末和液体混合比例为1.5:1，最终镶嵌块直径为40毫米。

将镶嵌好的样品装夹在带有V型槽挡板的Vice 60快速夹具上，然后在QATM Qcut 200A精密切割机上使用适合陶瓷样品的金刚石切割轮割至目标位置附近。直切的切割参数为在2500 rpm转速下，恒定进给速度为 0.08 mm/s。Qcut 200A型是一款紧凑、用户友好的湿式精密切割机。它可以配备多达三个自动轴(X, Y, Z)和多种切割模式，以实现最大的灵活性和理想的空间利用。

表1. 切割参数

Qcut 200A精密切割机

研磨/抛光：

研磨和抛光过程在Qpol 250 A1-ECO自动磨抛机上进行，使用带有金刚石磨料的磨光耗材和硬质抛光布。第一步是采用74 μm粒度尺寸的金刚石研磨薄膜(或相近粒度的金刚石磨盘如Quasar/Vega），在30 N单点压力下进行磨平，然后在Galaxy Green或Blue金刚石磨盘上以45 N的单力进行6分钟的磨光。Qpol 250 A1 ECO磨抛机是一款单盘研磨和抛光机，工作盘尺寸为Ø 200/250 mm，通过4.3英寸彩色触摸屏方便地进行操作。

第一步抛光选用适合高硬度材料的Galaxy BETA硬质合成抛光布，用9μm Dia-Complete多晶金刚石悬液，以30N的单点力粗抛6分钟，以便充分去除磨光产生的划痕及打开孔隙；在该步骤后，样品用30N的单点力和3μm Dia-Complete多晶金刚石悬浮液在Galaxy DELTA中等硬度丝质布上抛光5分钟；最后用Eposil F氧化物抛光液精抛2分钟，采用单点力30N，最后20秒用水冲洗。

表2. 磨抛制备参数

Qpol 250 A1-ECO单盘自动磨抛机

制备效果参见下面的明场像，均采用500倍的放大倍率。需要注意的是，样品的孔隙率因制造工艺的不同而不同。其中左图孔隙度比右图大（种植体的螺纹部分）。

二氧化锆牙种植体中的孔隙

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旗下五大品牌：德国Retsch（莱驰）粉碎、研磨、筛分设备，德国Microtrac MRB（麦奇克莱驰）多功能粒度粒形分析仪，Carbolite•Gero（卡博莱特•盖罗）烘箱、高温烘箱、箱式马弗炉、灰化炉、管式马弗炉、气氛马弗炉、真空马弗炉、高温马弗炉及工业定制炉，Eltra（埃尔特）碳/氢/氧/氮/硫元素分析仪，QATM（奥德镁）切割机、镶嵌机、磨抛机、硬度计。

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