材料百态

牙齿（牛牙）在模拟口腔环境中与氧化锆以及新型仿生义齿材料对磨后的表面形貌

保留了传统材料优异的生物相容性、耐腐蚀性和美学效果，拥有比传统材料更低的摩擦系数和更高的断裂韧性，且可批量机械加工……近期，中国科学院金属研究所材料疲劳与断裂实验室研究员刘增乾、张哲峰与美国加州大学伯克利分校教授罗伯特·里奇及吉林大学开展合作，设计研发出新型氧化锆-树脂仿生复合义齿材料。

记者从中国科学院金属研究所了解到，新型义齿材料结合生物力学原理，模仿天然贝壳珍珠层的微观组织结构，使氧化锆以片层形式平行排列或以“砖墙”形式紧密堆叠，以生物相容性树脂填充空隙，其硬度、强度和模量均与人体正常牙齿完全匹配。

在保留氧化锆陶瓷优点的基础上，新型义齿材料具有一定的塑性变形能力和独特的动态耗能特性，即义齿在受力时能够通过粘弹性变形消耗外力施加的能量，从而起到保护牙床和对磨牙齿的作用。此外，新型义齿材料的断裂韧性更高，其仿生结构通过促进裂纹偏转、阻止裂纹张开等机制对裂纹扩展起到有效的阻碍作用。

从生产方式上看，现有氧化锆全瓷义齿为私人定制，而新型义齿材料能够较容易地进行机械加工，医院可利用计算机辅助设计与制造（CAD/CAM）方法进行现场制作，实现批量供货，显著降低义齿的制备加工成本，并缩短患者的等待时间。

目前，研究团队正在就新型义齿材料在模拟实际应用条件下的着色以及生物相容性等方面开展进一步研究，并与医院合作开展临床应用探索。

这项工作得到了国家自然科学基金项目的资助，上述研究成果近期发表在《先进材料》（Advanced Materials）上。

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