ジルコニアセラミックスの概要：基本特性と臨床応用

An overview of zirconia ceramics: basic properties and clinical applications.

• Paolo Francesco Manicone
• Pierfrancesco Rossi Iommetti
• Luca Raffaelli

抄録

ジルコニア（ZrO2）は、医療機器の製造に適した機械的特性を持つセラミック材料です。Y2O3で安定化したジルコニアは、これらの用途に最適な特性を持っています。ZrO2表面に応力が発生すると、結晶性の改質がクラックの伝播に対抗します。ZrO2の圧縮耐性は約2000MPaです。整形外科の研究により、この材料が股関節の人工関節の製造に提案されるようになりました。これに先立ち、ジルコニアの生体適合性は生体内で研究されていましたが、ZrO2サンプルを骨や筋肉に挿入しても有害な反応は報告されていませんでした。インビトロ実験では、突然変異がなく、この材料で培養した細胞の生存率が良好であることが示されました。前歯、後歯およびインプラントの固定式部分入れ歯（FPD）用ジルコニアコアが利用可能になりました。使用前には、アバットメントと歯周組織の臨床評価を行う必要があります。ジルコニアの不透明性は、臨床的に不利な状況、例えばアバットメントの歯のディスクロムのマスキングなどに非常に有用です。放射線透過性は、レントゲン検査の際の評価に役立ちます。ジルコニアフレームワークは、コンピュータ支援設計/製造（CAD/CAM）技術を用いて実現されています。Zrセラミック修復物のセメント化は、接着剤注入法で行うことができます。酸化ジルコニウムFPDの機械的特性は、他のメタルフリー修復物よりも優れていることが証明されています。3年前から行われている臨床評価では、ジルコニアFPDの成功率が高いことが示されています。ジルコニアインプラントアバットメントは、インプラント支持型リハビリテーションの審美性を向上させるために使用することも可能である。新たに提案されたジルコニアインプラントは、生物学的および機械的特性に優れているように思われるが、その応用を検証するためにはさらなる研究が必要である。

Zirconia (ZrO2) is a ceramic material with adequate mechanical properties for manufacturing of medical devices. Zirconia stabilized with Y2O3 has the best properties for these applications. When a stress occurs on a ZrO2 surface, a crystalline modification opposes the propagation of cracks. Compression resistance of ZrO2 is about 2000 MPa. Orthopedic research led to this material being proposed for the manufacture of hip head prostheses. Prior to this, zirconia biocompatibility had been studied in vivo; no adverse responses were reported following the insertion of ZrO2 samples into bone or muscle. In vitro experimentation showed absence of mutations and good viability of cells cultured on this material. Zirconia cores for fixed partial dentures (FPD) on anterior and posterior teeth and on implants are now available. Clinical evaluation of abutments and periodontal tissue must be performed prior to their use. Zirconia opacity is very useful in adverse clinical situations, for example, for masking of dischromic abutment teeth. Radiopacity can aid evaluation during radiographic controls. Zirconia frameworks are realized by using computer-aided design/manufacturing (CAD/CAM) technology. Cementation of Zr-ceramic restorations can be performed with adhesive luting. Mechanical properties of zirconium oxide FPDs have proved superior to those of other metal-free restorations. Clinical evaluations, which have been ongoing for 3 years, indicate a good success rate for zirconia FPDs. Zirconia implant abutments can also be used to improve the aesthetic outcome of implant-supported rehabilitations. Newly proposed zirconia implants seem to have good biological and mechanical properties; further studies are needed to validate their application.