科技日報記者從中國科學院金屬研究所了解到，材料疲勞與斷裂研究所劉增干研究員、張研究員與加州大學伯克利分校、吉林大學相關人員合作，采用了成分復合、組織結構模擬生物化學的設計。結合氧化鋯陶瓷與生物相容性樹脂的臨床應用，通過模仿天然貝殼珍珠層的微觀結構，設計開發(fā)了一種硬度、強度和模量與正常人牙齒完全匹配的新型氧化鋯-樹脂仿生復合義齒材料，有望取代目前廣泛使用的材料。

新型義齒材料具有與天然貝殼相似的微觀結構。氧化鋯以薄片的形式平行排列或以“磚墻”的形式緊密堆積，它們之間的空間隙用樹脂填充。新型義齒材料保留了氧化鋯陶瓷優(yōu)良的生物相容性、耐腐蝕性和美學效果，具有一定的塑性變形能力和獨特的動態(tài)能量耗散特性，即義齒在受力時可以通過粘彈性變形消耗外力施加的能量，從而起到保護牙齦和磨牙的作用。

傳統(tǒng)氧化鋯陶瓷義齒的硬度和模量遠高于人類牙齒。當人們安裝這些假牙時，它們會顯著加速頜骨和與兩側接觸的正常牙齒的磨損。在新型義齒材料對牙齒的研磨實驗中，該材料比氧化鋯陶瓷具有更低的摩擦系數(shù)，可以顯著降低義齒對人體正常牙齒的磨損。特別是新型義齒材料的斷裂韌性高于目前報道的所有義齒材料，其仿生結構通過促進裂紋偏轉和防止裂紋張開來有效阻礙裂紋擴展。

此外，新的義齒材料比氧化鋯全瓷牙齒更容易加工，特別是可以通過計算機輔助設計制造的方式在醫(yī)院為患者制作，改變了現(xiàn)有氧化鋯全瓷義齒只能以“個人定制”的方式加工生產的現(xiàn)狀，從而實現(xiàn)批量供應，大大降低了義齒的制備和加工成本，縮短了患者的等待時間。

劉增干指出，新型仿生復合義齒材料有望取代廣泛使用的氧化鋯全陶瓷義齒，能夠顯著提高使用效果，延長其使用壽命，具有可觀的應用前景和市場潛力。

目前，研究小組正在對新型義齒材料在模擬循環(huán)咬合條件下的疲勞性能、著色和生物相容性進行進一步研究，并與醫(yī)院合作探索臨床應用。