Zirkoniumdioxid, insbesondere Yttriumoxid-stabilisiertes Zirkoniumdioxid (YSZ), ist ein Material, das aufgrund seiner außergewöhnlichen mechanischen Eigenschaften, Biokompatibilität und Stabilität in der Biomedizin weit verbreitet ist. Besonders beliebt ist es wegen seiner hohen Bruchfestigkeit und Verschleißbeständigkeit, wodurch es sich für Anwendungen wie Zahnimplantate und orthopädische Prothesen eignet.
Biokompatibilität und mechanische Eigenschaften:
Yttriumoxid-stabilisiertes Zirkoniumdioxid weist eine ausgezeichnete Biokompatibilität auf, was für Implantatmaterialien von entscheidender Bedeutung ist, da sie vom menschlichen Körper vertragen werden müssen, ohne unerwünschte Reaktionen hervorzurufen. Seine hohe Bruchfestigkeit und niedrige Wärmeleitfähigkeit verbessern seine Haltbarkeit und Verschleißfestigkeit, was es ideal für Langzeitimplantate wie Hüftgelenkköpfe und Zahnkronen macht. Die Fähigkeit des Materials, aufgrund seiner metastabilen tetragonalen Phase, die sich unter Belastung in eine monokline Phase umwandelt, Rissen zu widerstehen, erhöht seine Zuverlässigkeit in biomedizinischen Anwendungen zusätzlich. Diese Umwandlung führt zu Druckspannungen, die dazu beitragen, die Spitzen fortschreitender Risse zu schließen und eine weitere Ausbreitung zu verhindern.Herstellung und Sinterung:
Zirkoniumdioxid kann mit verschiedenen Methoden verarbeitet werden, darunter Fräsen und CAD/CAM-Technologie. Der Sinterprozess, bei dem Zirkoniumdioxidpartikel bei hohen Temperaturen verschmolzen werden, ohne einen flüssigen Zustand zu erreichen, ist entscheidend für die endgültigen mechanischen Eigenschaften des Materials. Eine ordnungsgemäße Sinterung gewährleistet eine minimale Porosität und eine optimale Korngröße, die für die Aufrechterhaltung der Festigkeit und der Transluzenz des Materials von entscheidender Bedeutung sind, insbesondere bei zahnmedizinischen Anwendungen, bei denen die Ästhetik entscheidend ist.
Anwendungen in der Zahnmedizin und Orthopädie:
In der Zahnmedizin wird Zirkoniumdioxid für Implantate, Abutments, Inlays, Onlays und Kronen verwendet, insbesondere im Seitenzahnbereich, wo die Festigkeit von größter Bedeutung ist. Seine Verwendung in der Orthopädie, z. B. für Hüftgelenkköpfe, ist seit über einem Jahrzehnt etabliert und hat seine langfristige Zuverlässigkeit und Wirksamkeit bewiesen.
Herausforderungen und Fortschritte:
