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近期，中國科學院金屬研究所材料疲勞與斷裂實驗室研究員劉增乾、張哲峰與美國加州大學伯克利分校教授羅伯特·里奇及吉林大學開展合作，設計研發出新型氧化鋯-樹脂仿生復合義齒材料。

新型義齒材料結合生物力學原理，模仿天然貝殼珍珠層的微觀組織結構，使氧化鋯以片層形式平行排列或以“磚墻”形式緊密堆疊，以生物相容性樹脂填充空隙，其硬度、強度和模量均與人體正常牙齒完全匹配。

在保留氧化鋯陶瓷優點的基礎上，新型義齒材料具有一定的塑性變形能力和獨特的動態耗能特性，即義齒在受力時能夠通過粘彈性變形消耗外力施加的能量，從而起到保護牙床和對磨牙齒的作用。此外，新型義齒材料的斷裂韌性更高，其仿生結構通過促進裂紋偏轉、阻止裂紋張開等機制對裂紋擴展起到有效的阻礙作用。

從生產方式上看，現有氧化鋯全瓷義齒為私人定制，而新型義齒材料能夠較容易地進行機械加工，醫院可利用計算機輔助設計與制造(CAD/CAM)方法進行現場制作，實現批量供貨，顯著降低義齒的制備加工成本，并縮短患者的等待時間。

目前，研究團隊正在就新型義齒材料在模擬實際應用條件下的著色以及生物相容性等方面開展進一步研究，并與醫院合作開展臨床應用探索。這項工作得到了自然科學基金項目的資助，上述研究成果近期發表在《材料》(AdvancedMaterials)上。