义齿用陶瓷材料行业:全瓷牙市场空间广阔,氧

      |      2020-08-21 15:56:58
1. 义齿修复材料:全瓷牙性能优异
 
1.1 烤瓷v.s.全瓷
 
义齿,就是人们常说的“假牙”。常见的义齿主要有3种,分别是活动义齿、固定义齿和种植牙。
 
临床使用最为广泛的义齿牙冠修复材料主要分为两种——烤瓷与全瓷。
 
烤瓷牙:内冠为金属,外面覆盖美观性较高的陶瓷材料。按照内冠金属的材料差异,烤瓷牙可分为合金烤瓷牙(包括镍合金烤瓷、钴铬合金烤瓷、钛合金烤瓷等)、贵金属烤瓷合金等。烤瓷牙价格相对较低。
 
镍铬合金烤瓷牙:由于镍金属活性较高,存在金属的游离释放,容易产生牙龈的游离黑线和轻微的毒性反应。
 
钴铬合金烤瓷牙:钴金属的稳定性较镍金属强,对人体的不良刺激小一些,且钴铬金属较硬、耐磨耗、与瓷粉的结合力相对较好。但是不可以完全防止不良刺激和牙龈黑线。
 
钛合金烤瓷牙:防腐蚀,生物相容性较好,不易氧化,色泽自然。
 
贵金属烤瓷牙:无毒无刺激,极少引起过敏,生物相容性好;美观性较好,没有牙龈黑线问题。
 
全瓷牙:即全部由陶瓷组成,没有内冠金属,在通透性、折光率、透明度上远超烤瓷牙,较烤瓷牙更为美观、更加接近自然牙,价格较高。由于全瓷牙兼具美观性和生物相容性,预计未来临床普及率将不断提升。
 
1.2 全瓷牙用各类陶瓷材料比较
 
目前临床应用较多的义齿全瓷材料包括氧化锆基全瓷、氧化铝基全瓷、白榴石全瓷、氧化锂基全瓷。
 
氧化锆基全瓷:硬度极高,不能通过常规的铸造、烧结等方式加工,必须通过计算机辅助设计与切削系统(即CAD/CAM系列)来加工制作。是目前最常用的义齿全瓷修复体。
 
氧化铝基全瓷:制作工艺包括Vita In-ceram全瓷系统、Wolceram瓷沉积全瓷系统和Procera全瓷系统三大类,其所用材料均为氧化铝基全瓷,但制作方法各有不同。氧化铝基全瓷既有金属烤瓷桥的强度又有Empress的美学效果。
 
氧化锂基全瓷:强度高、但半透明度较低,因此临床上仅用于制作全瓷内冠,外面再烤上贴面瓷,这样既能保证瓷冠的强度,又能达到很好的半透明美学效果。
 
白榴石全瓷:半透明效果好,但强度有限,目前临床上大多用该类材料制作牙齿贴面或嵌体。
 
2. 国内全瓷牙市场规模超过20亿元,未来潜在市场空间可达200亿元
 
目前国内全瓷牙市场空间预计超过20亿元。仅以种植牙市场为例,2018年我国种植牙数量约为240万颗,假设全瓷牙渗透率30%、全瓷牙平均价格3000元/颗,我们估算全国种植牙用的全瓷牙市场规模超过20亿元。
 
国内全瓷牙未来潜在市场空间可达200亿元。全国种植牙市场规模有较大的提升空间,根据东兴证券(13.580, 0.15, 1.12%)医药团队的测算,仅35~44岁、55~64岁、65~74岁的人群,预计全国潜在缺牙数量合计达22.88亿颗,根据各年龄段人群牙齿治疗比例估算出的潜在修复牙齿数量达6.96亿颗,根据各年龄段人群种植牙渗透率估算的出的潜在种植牙数量达2155万颗。同时,随着国人对牙齿美观性追求的提升,预计全瓷牙渗透率仍将进一步提升。假设全瓷牙渗透率提升至70%、种植牙数量提升至1000万颗、全瓷牙平均价格3000元/颗,我们估算全国种植牙用的全瓷牙潜在市场空间约210亿元。
 
3. 氧化锆是全瓷牙陶瓷材料的重要品种
 
3.1 氧化锆陶瓷性能优异
 
氧化锆陶瓷由于其优异的性能,近年来成为口腔材料届研究关注的热点。氧化锆陶瓷是一种新型精细陶瓷,具有良好的机械性能(断裂韧性、强度、硬度等)、生物相容性、稳定性、美观性、热导性和成形性,能很好解决常规全瓷冠材料强度和韧性不足的问题。
 
目前已获得临床应用的氧化锆全瓷冠修复体的韧性与铁及硬质合金相当,而断裂韧性和挠曲强度约是氧化铝陶瓷的2倍。氧化锆陶瓷优异的机械性能显著弥补了传统陶瓷材料在口腔临床应用中出现的韧性低、耐冲击性差及脆性大等问题,为其在口腔修复领域中的应用及推广创造了前提。
 
此外,由于口腔内部具有复杂的生物环境,作为口腔修复材料必须具有优良的化学稳定性。氧化锆作为一种优良的生物惰性陶瓷,作为口腔修复体或者植入体均表现出优异的化学稳定性能,完全满足作为口腔修复材料的标准。
 
氧化锆具有3种同素异形结构,即单斜相(m-ZrO2)、四方相(t-ZrO2)、立方相(c-ZrO2)。三种晶体型存在于不同温度范围并可相互转化。
 
3.2 不同氧化锆陶瓷的性能与加工工艺有所差异
 
牙科常用的氧化锆陶瓷包括:四方相氧化锆陶瓷、氧化锆增韧陶瓷、部分稳定氧化锆陶瓷及纳米氧化锆与氧化铝复合陶瓷。这四种氧化锆陶瓷都含有稳定的四方相,并通过马氏体相变增韧,但微观结构各不相同,这也决定了各自不同的性能及与之适配的加工工艺。具体差异包括使用不同的稳定剂去促进氧化锆生成稳定的四方相,以及不同的强化机制(纳米氧化铝增韧氧化锆、四方氧化锆增韧氧化铝、四方氧化锆弥散分布于立方氧化锆)、不同的微观结构(晶型、晶粒尺寸)。
 
氧化锆增韧陶瓷在结构陶瓷研究中取得了重大的进展,经过增韧的陶瓷品种也很多,目前已知的可使氧化锆稳定的添加物有:氧化镁、氧化钙、氧化镧、氧化钇、氧化铈等单一的氧化物或它们的复合氧化物。
 
3.3 粉体合成是关键环节
 
目前对于氧化锆基陶瓷制备的研究主要集中在3个方向:①ZrO2-AlO3(ZTA)增韧陶瓷体系,即将氧化锆微粒分散到其他母体陶瓷相(如氧化铝)体系;②Y2O3-ZrO2(Y-TZP)体系,即将第二相(如氧化钇)分散到氧化锆母体相体系;③Mg-ZrO2(Mg-PSZ)体系,即以Mg为稳定剂的部分稳定氧化锆多晶陶瓷体系。这些研究为氧化锆基全瓷冠修复体在临床上的应用奠定了基础。
 
制备高性能的氧化锆基陶瓷的关键因素之一,是在制备工艺中将陶瓷制备与晶体生长控制技术(如纳米技术)相结合。
 
氧化锆陶瓷的研制包括粉体合成、素胚成型、陶瓷烧结等环节。
 
其中,粉体合成方法主要有3类:气相法、固相法和液相法。考虑到粉体制备的成本和实验操作的难易程度,液相法是当前制备氧化锆陶瓷前驱粉体最为广泛和实用的方法。液相法包括沉淀法、溶胶-凝胶法、水热法、微乳液法等,其中沉淀法和微乳液法需要精准控制反应条件,增加了实验难度,溶胶-凝胶方法和水热法是目前制备氧化锆粉体最为常用的方法。