或抑制腫瘤細胞的納米生物材料或抗腫瘤藥物來實現(xiàn)骨材料抑制骨腫瘤的活性。除了藥物，還有研究表明納米羥基磷灰石通過鈣離子的釋放也具有特異性殺滅腫瘤細使得該鉭支架在具備良好力學(xué)支撐性能及成骨性能的同性，實現(xiàn)抑制腫瘤/成骨的雙功能作用。綜上所述，開發(fā)兼具成骨、抗腫瘤、抗菌活性的多功能骨材料，滿足復(fù)雜的臨(二)關(guān)節(jié)軟骨再生材料的研究進展軟骨組織工程材料的選擇在軟骨組織工程中起到重要作用。支架材料的整體理想的軟骨組織工程支架材料應(yīng)考慮以下因素，包括化學(xué)性能、機械性能、孔隙率、潤滑性、穩(wěn)定性、生物相容性、生物活性、可降解性及選用的制造技術(shù)。目由于具備良好的生物相容性和生物降解性，天然蛋白質(zhì)或和透明質(zhì)酸是軟骨組織工程的優(yōu)質(zhì)材料。四川大學(xué)團隊在國際率先研發(fā)了具有軟骨誘導(dǎo)作用的膠原基水凝膠材料，在不需要生長因子等生物學(xué)刺激因素的情況下，誘目前，該材料已開展臨床轉(zhuǎn)化研究。已完成產(chǎn)品注冊檢了臨床試驗許可，目前正在開展多中心臨床試驗。支架的制造技術(shù)也可以是多方面的，包括傳統(tǒng)的溶劑鑄造、氣體成型、冷凍干燥、靜電紡絲和3D打印技術(shù)，利用先進制作技術(shù)可獨立控制支架宏觀和微觀尺度的特征，并實現(xiàn)定制組織支架的開軟骨組織工程離不開支架材料、種子細胞和調(diào)控因子。常用的種子細胞包括軟骨細胞、間充質(zhì)干細胞、誘導(dǎo)多能干細胞、胚胎干細胞。在軟骨修復(fù)中起到重要作用的活性因子包括生長因子、礦物離子、細胞內(nèi)信號分子、激酶、轉(zhuǎn)錄因子、外泌體，以及一些天然或人工合成的信號模擬物等，它們在軟骨修復(fù)和再生過程中可以促進細胞增殖、遷移、分泌、分化和表型維持等功能。近年來，生物活性因子在軟骨損傷再生的應(yīng)用在臨床上取得了進展。無論新型載體的開發(fā)，還是原有材料的改性和功能化，這些創(chuàng)新的生物工程技術(shù)都顯著提高了生物活性因子的能力，包括臨床實用性、精準靶向性、長效生物活性等。此外，隨著骨科生物制劑領(lǐng)域的不斷發(fā)展，基于細胞重編程的因子遞送策略也為傳統(tǒng)方式提供替代方案。作為內(nèi)源性的“藥物工廠”,這些通過基因治療增強的細胞擁有了持久高效分泌生物活性因子的潛力，從而增強關(guān)節(jié)軟骨再生。生軟骨絲蛋白支架，該支架負載TGF-β1和骨髓間充質(zhì)干細胞親和肽(E7),實現(xiàn)E7前期的快速釋放，招募BMSCs到損傷區(qū)域，后期TGF-β1促進成軟骨分化。節(jié)軟骨的原位再生。中國人民解放軍總醫(yī)院團隊以軟骨細胞外基質(zhì)為支架，利用綜上所述，軟骨修復(fù)目前仍然是運動醫(yī)學(xué)及關(guān)節(jié)外科研究領(lǐng)域的重點與難點。開發(fā)新型關(guān)節(jié)軟骨再生材料，構(gòu)建與軟骨組織相同或相近的再生微環(huán)境，有效募集干細胞并定向誘導(dǎo)軟骨分化和軟骨組織修復(fù)再生，從更為微觀的細胞分子水平闡明缺損區(qū)的修復(fù)再生機制，仍有待進一步探索。生物材料在半月板修復(fù)和再生中起著重要的作用，基于生物材料制備的支架強度、拓撲結(jié)構(gòu)和降解特性，同時具有生物活性，能夠促進細胞的遷移、增殖和分化。當前，半月板的組織工程支架材料可分為脫細胞材料、天然聚合物和合成聚合物，已有多個團隊開發(fā)了基于不同材料的半月板組織工程材料并取得了良好半月板修復(fù)和再生生物材料的結(jié)構(gòu)設(shè)計是半月板再生研究的重要方面之一。有研究團隊將3D打印技術(shù)與碳納米管(CNT)相結(jié)合。在電輔助增材制造/3D打構(gòu)也影響著外源和內(nèi)源種子細胞的活性和分化，其中支架的平均孔徑可以直接有效在半月板組織工程領(lǐng)域，諸多體內(nèi)外實驗均驗證了脫細胞材料作為支架的良好由多種合成和天然的聚合物材料所制備的復(fù)合支架已被用于半月板組織工程領(lǐng)域當中并展現(xiàn)出潛在的應(yīng)用價值。例如，采用脫細胞半月板細胞外基質(zhì)和PCL制備的混合支架的研究表明，20%脫細胞半月板細胞外基質(zhì)含量實現(xiàn)了力學(xué)、結(jié)構(gòu)、生物活性的最佳統(tǒng)一。利用3D打印技術(shù)將絲素蛋白和PCL制備成為復(fù)合支架，在PCL提供骨架以滿足力學(xué)要求的同時，絲素蛋白的引入增加了支架的孔隙率同時減低了壓縮應(yīng)力，接種半月板細胞并植人裸鼠皮下后發(fā)現(xiàn)這種復(fù)合支架的組織浸潤效果更好，同時免疫反應(yīng)較輕。考慮到半月板中細胞和ECM的空間各向異性分布特征，未來多種生物材料在適當區(qū)域組合將是極具針對傳統(tǒng)半月板支架加工方法所存在的諸如難以控制支架孔徑、幾何結(jié)構(gòu)和孔隙連通性，以及細胞與生物活性因子的空間分布不精確等問題，目前迅速發(fā)展的3D生物打印技術(shù)可以混合打印聚合物和水凝膠材料制備支架，溫和性的水凝膠可以有效封裝細胞并維持其活性?；诙鄬臃律呗裕袊嗣窠夥跑娍傖t(yī)院團隊優(yōu)化了半月板來源的生物墨水和GelMA/半月板細胞外基質(zhì)(MECM)的制備，以同時考慮可打印性和細胞相容性。體內(nèi)細胞活力、力學(xué)、生物降解和組織形成的結(jié)果表明，支架具有足夠的可打印性和生物活性功能。上海交通大學(xué)團隊利用明膠、纖維蛋白原、透明質(zhì)酸、甘油復(fù)合凝膠作為細胞載體，采用3D生物打印技術(shù)制作了可供移植的仿生半月板結(jié)構(gòu)，應(yīng)用于山羊半月板移植模型，證實有較好的修復(fù)效果。此外，包封生物活性分子的微球緩釋策略也已成為實現(xiàn)組織工程半月板各向異性細胞類型和ECM沉積的一種新方法。為了實現(xiàn)半月板異質(zhì)性重建的研究目的，該團隊使用3D生物打印技術(shù)構(gòu)建結(jié)合裝有載藥PLGA微球和干細胞的水凝膠/PCL整合支架，區(qū)域性釋放TGF-β?和CTGF。體內(nèi)實驗表明，該型支架成功重建了與自然半月板相似的異質(zhì)性及血管分布特征，顯著改善了膝關(guān)節(jié)功能，同時防止了繼發(fā)性綜上所述，充分利用來源豐富的組織工程材料，利用先進的生物3D打印技術(shù)開發(fā)兼具結(jié)構(gòu)和成分異質(zhì)性仿生的再生活性半月板支架，是未來半月板再生修復(fù)技術(shù)發(fā)展的主流趨勢。(四)韌帶再生材料的研究進展靜電紡絲是一種利用靜電力制備超細纖維的方法，廣泛應(yīng)用于肌腱組織工程中。靜電紡絲支架通過模擬天然組織的納米纖維成分，具有高表面積一體積比和孔隙率，有利于細胞附著和增殖。已經(jīng)開發(fā)出多種納米纖維結(jié)構(gòu)用于制備肌腱組織工程支架，包括納米纖維墊、納米纖維束和紗線、納米纖維管、納米纖維紡織品等。靜電紡絲支架可以再現(xiàn)肌腱的生物力學(xué)特性，并通過調(diào)節(jié)細胞行為和免疫調(diào)節(jié)性能來改善肌腱組織修復(fù)。盡管如此，靜電紡絲技術(shù)也存在一些缺點，如孔徑小(<10μm),細胞浸潤有限和復(fù)雜的制造程序。為了解決這些不足，基于不同靜電紡絲裝置和工藝的各種納米纖維結(jié)構(gòu)已經(jīng)被開發(fā)出來，如墊、束、紗線和更復(fù)雜的分級結(jié)構(gòu)。在靜電紡絲產(chǎn)品的基礎(chǔ)上，研究者們開發(fā)了多種后處理模式。其中針織和編織是最常用的兩種紡織技術(shù)，常用于肌腱組織工程纖維材料支架的制備?；陟o電紡絲的三維支架不但可以為細胞的成腱分化和免疫調(diào)節(jié)提供仿生微環(huán)境，而且具有優(yōu)良的拓撲層次結(jié)構(gòu)和力學(xué)性能，是一種有前景的肌腱組織工程解決方案?；谶@些原因，開發(fā)模擬原生肌腱結(jié)構(gòu)、剛度和強度的靜電紡絲多尺度分級支架是肌腱組織工程的下一個研究方向。醫(yī)用金屬材料因其高強韌性、耐疲勞、易加工、良好的生物相容性等綜合性能，一直是骨科臨床上用量最大和應(yīng)用廣泛的材料類型。未來，醫(yī)用金屬材料的“霸主”地位很難被其他材料取代。但傳統(tǒng)的生物醫(yī)用金屬材料表現(xiàn)為生物惰性，在長期的臨床使用中仍存在相容性、無菌性炎癥等問題。因此，近年來開發(fā)新一代具有生物功能性的醫(yī)用金屬材料成為研究熱點和發(fā)展趨勢。目前，主要有幾個策略：元素摻雜、表面改性和可降解金屬。由于醫(yī)用金屬材料在人體環(huán)境下會發(fā)生不同程度的金屬腐蝕，導(dǎo)致金屬離子的溶出，對其生物相容性影響很大。因此，盡管各類金屬和合金種類繁多，但能夠安全有效地用于人體的醫(yī)用級金屬材料屈指可數(shù)。既然金屬材料在體內(nèi)的腐蝕會不可避免地發(fā)生，中國科學(xué)院金屬研究所團隊便提出通過合金化的設(shè)計，在傳統(tǒng)醫(yī)用金屬材料中添加微量的特定金屬元素，開發(fā)出具有生物功能性的醫(yī)用金屬材料，控制特定元素的持續(xù)釋放，發(fā)揮特定生物功能。例如，團隊開發(fā)的含銅系列不銹鋼，具有良好的抗菌、促血管、促成骨作用。再如，西安交通大學(xué)團隊以Ta、Ti、Nb、Zr4種金屬粉末為原料，制備了一種復(fù)合油墨，再通過3D打印技術(shù)制備了鉭鈦鈮鋯生物合金多孔支架。這種支架具有成分均勻、合金化效果顯著和良好的生物相容性等優(yōu)點。該支架的抗壓強度接近人體皮質(zhì)骨的抗壓強度，可滿足骨科植入物的多孔結(jié)構(gòu)特征和生物力學(xué)性能要求。近10年來，可降解金屬材料一直是醫(yī)用金屬材料研究的熱點。目前可降解金屬材料已經(jīng)發(fā)展出了以鎂基、鋅基、鐵基等幾大類代表性系列，其中鎂及其合金是研究最深入的可降解金屬材料?？山到怄V基金屬具有良好的生物相容性和骨誘導(dǎo)性、促血管化等活性，以及可調(diào)的降解速率，一直以來受到廣泛的關(guān)注。但其力學(xué)性能和降解性能仍然是其臨床應(yīng)用時面臨的主要局限性。盡管如此，可降解鎂作為骨科植人物具有廣闊的發(fā)展前景。未來的研發(fā)方向是采用合金化手段、表面改性化處理及復(fù)合材料技術(shù)的制備，提高其材料學(xué)性能，根據(jù)使用需求控制鎂的腐蝕速率和力學(xué)強度，實現(xiàn)臨床應(yīng)用。此外，通過合金化提高其生物功能性也是研究的熱點。通過各種合金元素中不同釋放速率和生理功能，調(diào)控局部微環(huán)境，誘導(dǎo)組織再生，發(fā)揮抗菌、抗炎、免疫調(diào)節(jié)等生物功能性。例如，香港大學(xué)醫(yī)學(xué)院團隊模擬了由單核巨噬細胞在骨折修復(fù)中所引發(fā)的多種免疫反應(yīng)場景，在不同階段導(dǎo)入了鎂離子作為治療。鎂離子僅在骨骼修復(fù)初期(手術(shù)后1～7天)表現(xiàn)出顯著促成新骨生長的作用，然而在后期骨骼重建階段，持續(xù)釋放過量的鎂離子，將導(dǎo)致NF-kB信號通路過度活躍，增加了破骨細胞數(shù)量，同時抑制羥基磷灰石的沉積，反而降低了骨組織的愈合速度及能力。這些結(jié)果表明鎂離子對單核巨噬細胞—成骨細胞軸的調(diào)控作用，發(fā)現(xiàn)其效果會因應(yīng)劑量和時間而改變，并揭示其潛在的作用機制?？偟膩碚f，未來可降解鎂基金屬必定會在骨科臨床治療中被廣泛應(yīng)用。與此同時，近年來可降解鋅基合金的研究發(fā)展迅速。目前在基礎(chǔ)研究和臨床轉(zhuǎn)化方面都取得較多突破，也將繼續(xù)成為未來研究熱點。醫(yī)用金屬材料的表面改性技術(shù)是改善其生物相容性的有效方法。近年來，生物功能化的表面改性受到廣泛關(guān)注。例如，通過材料表界面改性實現(xiàn)對蛋白的吸附及細胞的黏附與功能調(diào)控。通過共價耦聯(lián)、等離子體及等技術(shù)手段的表面改性方法學(xué)，研發(fā)出具有抗凝血和抗組織增生、生物活性和生物密封，以及抗菌功能的生物材料等。例如，浙江大學(xué)團隊以3-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷為偶聯(lián)劑，將超支化的聚L一賴氨酸(HBPL)接枝到堿熱處理過的鈦表面，實現(xiàn)抗菌及促成骨的雙重功能。體外實驗表明，表面修飾HBPL的材料具有非常好的抗菌效果，同時材料還能促進小鼠前成骨細胞MC3T3-E1的黏附、鋪展、增殖和分化等一系列行為。總體來說，實現(xiàn)具有多功能表界面、特異性選擇性表界面、組織微環(huán)境響應(yīng)表界面?zhèn)鹘y(tǒng)的骨科植入器械大部分為假體材料，主要起到替代作用。近年來，開發(fā)具有診斷、傳感、智能響應(yīng)等多功能的骨科植入材料和器械成為研究熱點。此類材料能夠通過內(nèi)源性/外源性的信號刺激，如聲、光、電、磁等，來改變植入材料的理化狀態(tài)，從而實現(xiàn)病灶的標記、診斷、影像傳遞、治療等過程，調(diào)節(jié)細胞行為，為功能性骨科植入材料可以作為一種“智能”藥物釋放系統(tǒng)，即通過響應(yīng)外源/剪切力和超聲刺激，包括紫外(UV)、可見、近紅外(NIR)在內(nèi)的光信號和穿透性好并且與人體相互作用較小的磁信號等在智能藥物釋放系統(tǒng)中都可以作為外源刺激。此外，可從組織自身生理環(huán)境特點出發(fā)，設(shè)計環(huán)境響應(yīng)的支架材料，實現(xiàn)骨再生刺激功能。例如，由于炎癥反應(yīng)，被損傷的骨/關(guān)節(jié)的pH值會下降至6.0,甚至可能低于5.0,pH值的降低可作為輸送藥物的觸發(fā)器。采用智能藥物釋放系統(tǒng)能夠顯著提高藥物輸送效率，并最大限度地減少藥物對關(guān)節(jié)組織的不良影響。研究人員已開發(fā)了各種刺激響應(yīng)支架，包括pH值/溫度響應(yīng)支架、酶響應(yīng)支架、免疫反應(yīng)支架、壓電支架、形狀記憶支架和磁性支架等。智能生物材料是目前較為有前途的治療策略。這些生物材料可以與周圍環(huán)境相互作用，通過感知、響應(yīng)和適應(yīng)特定的信號，在響應(yīng)特定的外源/內(nèi)源刺激后提供精確/靶向的治療，在組織修復(fù)和再生方面利用直流電或交流電刺激進行骨再生是傳統(tǒng)的電刺激方法，該方法涉及植入于促進骨組織再生。這個支架是將圖案化硅(Si)薄膜嵌入HA礦化的膠原蛋白/于人骨髓間充質(zhì)干細胞(hBMSCs)的培養(yǎng)，在細胞粘附、生長和分化過程中提供化細胞電位并激活細胞內(nèi)鈣活動。這些光電信作為封面文章發(fā)表在2023年ScienceAdvances上。以色列魏茲曼科學(xué)研究所團隊設(shè)計了一種含有低濃度磷脂酰膽堿脂質(zhì)的水凝至隱形眼鏡領(lǐng)域具備巨大的應(yīng)用潛力。這種水凝膠能夠不斷地向表面滲出脂質(zhì)，體后，摩擦和磨損降低了80%～99.3%。即使凝膠干燥后再次補充水分，其潤滑效果也依然存在。該工作發(fā)表在2023年Science上。降解高分子多功能多孔仿生支架，采用低溫沉積3D打印技術(shù)制造。該支架具有金促進成骨+力學(xué)適配”3種功能融為一體的支架。另外，該支架還能可控釋放鎂離性的生物材料，用于骨肉瘤術(shù)后的預(yù)防和治療，以及骨修復(fù)再生提供了新的思路和方法，具有廣闊的臨床應(yīng)用前景。該工作2021年發(fā)表在Biomaterials期刊上。體系。通過將CuS納米粒子-PEG水凝膠(仿軟基質(zhì)成分)涂覆在3D打印PCL同時保持其優(yōu)異的機械性能。經(jīng)過1064nm近紅外光照射后，CuS-PEG-PCL支架中儲存的地塞米松磷酸鈉得以可控釋放，從而有效刺激骨間充質(zhì)干細胞的成骨分化。此外，溫和的熱力(溫度為42℃±0.5℃)可以進一步促進BMSCs的成骨分化。大鼠脛骨缺損模型的結(jié)果表明，這種支架具有很高的骨再生能力。該工作發(fā)表在2023年AdvancedFunctionalMaterials期刊上?？偟膩碚f，綜合材料學(xué)、生物學(xué)、醫(yī)學(xué)和影像學(xué)等不同學(xué)科的發(fā)展成果，開發(fā)和改進具有不同功能的骨科植入材料和器械，在骨科領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。參考文獻[4]2022年骨科耗材行業(yè)研究報告[R/OL].(2023-01-25)[2023-01第三章骨科生物醫(yī)用材料[2023-02-16]./channe[10]LICM,GUOCC,FITZPATRICKV,etal.Designofbiodegradable,itowardsclinicaltranslation[J].Naturereviewsmaterials,2020,5(1):6[11]ZHAOYG,ZHENGJC,XIONGY,etal.Hierarchicallyengiwithhighstrengthandtoughness[J].Smallstructures,202biodegradablemetals[J].Materialstoday,2019(23):57-71.[13]GERRYL,KOONSMD,MIKOSreviewsmaterials,2020(5):584-603.第四章口腔生物醫(yī)用材料齲病、牙周病等口腔疾病是影響我國居民健康的常見病、多發(fā)病，不僅影響咀嚼、發(fā)音、容貌等，還與腦卒中、冠心病、糖尿病、消化系統(tǒng)疾病、呼吸系統(tǒng)疾病等全身系統(tǒng)性疾病有非常密切的關(guān)系。根據(jù)《第四次全國口腔健康流行病學(xué)》調(diào)查數(shù)據(jù)，近10年來，我國乳牙和年輕恒牙齲病患病水平呈明顯上升趨勢；中老年人的牙周健康狀況和口腔衛(wèi)生情況明顯下降；中老年人口腔中保留的牙齒數(shù)有所增加。隨著患者教育的推進，我國居民口腔健康知識水平有一定的提高，口腔健康行為狀況也有一定的改善，但我國居民口腔健康問題仍然十分突出。隨著國民收入的穩(wěn)定增長和居民口腔保健意識的不斷增強，口腔治療需求不斷增加，且資本市場對于口口腔生物醫(yī)用材料在口腔疾病治療中占有舉足輕重的地位，口腔疾病的預(yù)防與治療主要通過口腔材料的應(yīng)用來實現(xiàn)。無論口腔修復(fù)科、牙體牙髓科、種植科、兒童牙病科等科室，其對牙齒的治療歸根到底都是應(yīng)用口腔材料進行修復(fù)，或者通過材料的作用來實現(xiàn)修復(fù)，使用材料的好壞直接影響修復(fù)效果。因此，口腔生物醫(yī)用口腔生物醫(yī)用材料又稱口腔生物材料(簡稱“口腔材料”),為直接或間接與人根據(jù)2022年《醫(yī)療器械分類目錄》,口腔材料包括以下種類。①口腔充填修復(fù)材料：水門汀、粘接劑、根管充填封閉材料、復(fù)合樹脂、②口腔義齒制作材料：義齒用金屬材料及制品、義齒用陶瓷材料及制品、義齒用高分子材料及制品、定制式義齒、固位樁、牙托梗、增材制造用金屬、陶瓷義齒③口腔正畸材料及制品：托槽、正畸絲、帶環(huán)及頰面管、正畸基托聚合物、正畸彈簧、正畸彈性體附件、矯治器具及附件。④口腔植入及組織重建材料：牙種植體、基臺及附件、種植支抗、種植體密封材料、種植輔助材料、骨充填及修復(fù)材料、頜面固定植入物、頜面部贗復(fù)及修復(fù)重建材料及制品、基臺定制材料。⑤口腔治療輔助材料：根管預(yù)備輔助材料、吸潮紙尖、酸蝕劑、預(yù)處理劑、排齦材料、研磨拋光材料、印模材料、模型材料、鑄造包埋材料、蠟、牙科分離劑、咬合關(guān)系記錄/檢查材料、隔離及賦形材料、義齒試用材料。⑥其他口腔材料：牙周塞治劑口腔潰瘍、組織創(chuàng)面愈合治療輔助材料、脫敏劑、防齲材料、牙科膜片、牙齒漂白材料、菌斑/齲齒指示劑、牙髓活力測傳統(tǒng)的牙科/口腔材料使用目的多數(shù)是解決牙體缺損或牙列缺損/缺失的替代問題，因此在相當長的一段時間里，口腔材料的發(fā)展重點聚焦在對材料的化學(xué)組成、物理和機械性能方面。1979年，美國牙科材料協(xié)會與美國國家標準局共同發(fā)布了ADA/ANSI文件No.41-1979“牙科材料生物學(xué)評價推薦標準”,首次明確了對口腔材料的生物學(xué)要求，之后的40多年來，人們不斷重視材料與口腔生物組織的相互作用及生物安全性，逐漸促使傳統(tǒng)牙科/口腔材料向口腔生物材料發(fā)展?，F(xiàn)在口腔生物材料的特征主要體現(xiàn)在：除了重視材料本身的物理、機械和化學(xué)性能，更關(guān)注材料的生物學(xué)性能及生物安全性；更強調(diào)材料與生物組織之間的相互作用；更重視材料的生物活化和生物功能化；更強調(diào)材料的生物結(jié)構(gòu)，以使其在體內(nèi)能調(diào)動并發(fā)揮生物體的自我修復(fù)和完善能力；更需要多學(xué)科之間的交叉及醫(yī)工之間的根據(jù)世界衛(wèi)生組織(WHO),估計全世界至少有35.8億人患有口腔疾病，其中齲齒(蛀牙)是最常見的問題。在全球范圍內(nèi)，估計共有24億人患恒牙齲齒，4.86億兒童患有乳牙齲齒。唇部和口腔癌癥位列前15種最常見的癌癥。除了降低生命質(zhì)量，口腔疾病還會給個人和整個衛(wèi)生服務(wù)體系帶來沉重從全球口腔醫(yī)療器械行業(yè)發(fā)展來看，除個別療市場屬于發(fā)展初期或者快速發(fā)展期，對口腔醫(yī)療器械的景較好，預(yù)計到2025年全球口腔耗材和設(shè)備市場規(guī)模有望達到355億美元，其中口腔生物醫(yī)用材料有望達到163億美元，口腔醫(yī)療器具和設(shè)備有望達到192億美元。(一)國際口腔種植市場現(xiàn)狀牙種植體又稱為口腔種植體，還稱為人工牙根，齒主要由種植體、基臺和上部結(jié)構(gòu)(牙冠)組成。種植體是種植義齒的基礎(chǔ)，起到支撐和固定上部牙修復(fù)體的作用。2000年前，全球種植體市場被歐美企業(yè)主導(dǎo)：2000年后，隨著韓國市場對種植牙的強烈需求、借和歐美企業(yè)相似質(zhì)量但更便宜的價格在國內(nèi)獲得了大根據(jù)士卓曼數(shù)據(jù)，全球種植牙的市場規(guī)模在2019年達到46億瑞士法郎，約合360.6億元。其中士卓曼和諾貝爾種植分別占26%和17%。接下來分別是登士柏西諾德(DentsplySirona,美國)、漢瑞祥(HenrySchein,美國)、奧齒泰、捷邁邦美(ZimmerBiomet,美國)和登騰(圖4-1)?？梢钥闯觯瑲W美和韓國的種植體在全球口腔生物醫(yī)用材料圖4-12019年全球口腔種植體市場競爭格局(數(shù)據(jù)來源：士卓曼2019年年報)場在2022年達到110億瑞士法郎(約合862.5億元),其中牙種植體市場規(guī)模達到54億瑞士法郎(約合423.4億元)。市場競爭格局進一步進行整合，其中約80%的高的國家/地區(qū)之一，2015—2021年復(fù)合增長率為12.9%(圖4-2)。將達到1168億美元。中國作為全球增長最快的國家/地區(qū)之一，預(yù)計2030年市場100萬例逐步增長至2022年的接近400萬例，復(fù)合增長率超過25%。P023隨著對臨床口腔醫(yī)學(xué)、生物力學(xué)、計算機科學(xué)、材料學(xué)和智能制造五大學(xué)科的深入理解和應(yīng)用，隱形正畸診療邊界持續(xù)拓展，矯治效率加速提升、新興市場機遇不斷涌現(xiàn)，預(yù)計到2030年，全球隱形正畸案例數(shù)將達到約千萬例。%(三)國際定制式義齒市場情況定制式義齒行業(yè)因其特殊性，形成了當今全球義齒行業(yè)及市場的格局。首先，該行業(yè)市場需求與地區(qū)經(jīng)濟水平正相關(guān)，發(fā)達國家市場份額明顯高于欠發(fā)達地區(qū)；其次，義齒對材料、工藝和質(zhì)量控制等方面都有較高的要求，通常需與特殊治療設(shè)備配合使用，美國、德國、日本等國家的企業(yè)產(chǎn)品有較高市場占有率；同時，因義齒產(chǎn)品人力成本占制造成本的40%以上，為勞動密集型行業(yè)，像我國等工業(yè)基礎(chǔ)較好的發(fā)展中國家具備很強的產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢；最后，定制式義齒行業(yè)的服務(wù)特性和時效性，使得各地區(qū)本地企業(yè)優(yōu)勢不容被忽視，本地企業(yè)在本地市場的占有率始終維持相當大的比例。因此，在義齒行業(yè)全球發(fā)展格局中，中國義齒制造業(yè)占據(jù)十分重要的位置，而美國、德國、日本等發(fā)達國家則在義齒材料領(lǐng)域處于領(lǐng)先地位。美國是全球最大的口腔生物醫(yī)用材料義齒進口國，約占全球進口總額的1/4,中國是全球最大的義齒出口國，出口總額0圖4-3全球義齒進口總額排名前5位的國家和地區(qū)4.00中國圖4-4全球義齒出口總額排名前5位的國家和地區(qū)(一)我國居民口腔健康現(xiàn)狀及治療情況根據(jù)《第四次全國口腔健康流行病學(xué)調(diào)查報告》,2017年我國全民口腔健康狀況不容樂觀。其中，錯頜畸形發(fā)病率達70%以上，35～44歲居民的牙齦出血檢出率達87.4%,較前次調(diào)查相比上升10.1個百分點，恒牙齲患率為89%,牙石檢出率為96.7%,平均存留牙數(shù)為29.6顆，僅有67.7%的人群牙列完整；在兒童及老人群體中，牙周健康情況同樣不容樂觀，5歲兒童乳牙齲患率為70.1%,12歲兒童恒牙中國醫(yī)療器械科技創(chuàng)新發(fā)展報告——生物醫(yī)用材料齲患率為34.5%,相較前次調(diào)查均有所上升，66～74歲年齡組恒牙齲患率為98%,牙石檢出率為90.3%,平均留存牙數(shù)為22.50顆，18.3%的人牙列完整。由于居民生活方式和飲食結(jié)構(gòu)的改變，精加工含糖食品及含糖飲料攝入量增加，齲病及其他牙病的發(fā)生風(fēng)險有所提高，我國居民口腔健康仍存在很多問題。2018年，我國患有口腔疾病的人數(shù)約為6.97億人，口腔醫(yī)院診療人次僅為4000萬人左右，診療人次占口腔患者的比例約為5.76%(圖4-5)。盡管我國居民口腔保健意識和口腔健康水平仍偏低，但近年來我國口腔患者診療人次所占比例呈逐20102011201圖4-52010—2019年中國口腔患者人數(shù)(數(shù)據(jù)來源：衛(wèi)生統(tǒng)計年鑒、前瞻產(chǎn)業(yè)研究院)隨著口腔患者人數(shù)的增加，口腔醫(yī)院門診人次增幅明顯。據(jù)統(tǒng)計，2018年口腔醫(yī)院診療人次為0.4億人左右，同比增長18%,增幅超10個百分點；隨著人們對口腔護理的重視，2019年口腔診療人數(shù)進一步增加，達到0.45億人(圖4-6)。中國口腔醫(yī)院門診人次中國口腔醫(yī)院門診人次增速00(資料來源：衛(wèi)生統(tǒng)計年鑒、前瞻產(chǎn)業(yè)研究院)從診療比看，2019年口腔醫(yī)院診療人次占口腔患者的比例約為6.43%(圖4-7),表明我國口腔保健意識和口腔健康水平仍偏低，但近年來我國口腔患者診療人次所占比例呈逐年上升趨勢，未來有很大的提升空間。0201320142015201620172018年份(數(shù)據(jù)來源：前瞻產(chǎn)業(yè)研究院)(二)我國口腔生物材料發(fā)展概況在我國口腔材料器械中，國內(nèi)企業(yè)在中低端領(lǐng)域供給能力較強，高端領(lǐng)域市場則主要被外資企業(yè)占據(jù)。這是由于外資企業(yè)起步較早，在技術(shù)及品牌知名度方面具有較大優(yōu)勢，產(chǎn)品受到下游市場的認可，而國內(nèi)企業(yè)生產(chǎn)技術(shù)不成熟，產(chǎn)品質(zhì)量相對于進口產(chǎn)品還存在一定差距。根據(jù)國際咨詢公司麥肯錫于2018年的分析，當前我國全國規(guī)模以上的口腔裝備材料企業(yè)僅有92家，80%的牙科裝備、產(chǎn)品均為進口，高端口腔醫(yī)療器材更是全部依賴進口，供給側(cè)遠遠跟不上需求側(cè)。國際巨頭長期以來在口腔醫(yī)療市場上的強勢地位使得我國國產(chǎn)口腔醫(yī)療器械市場的發(fā)展始終處于價值鏈的底端，巨額的利潤被然而由于科研水平的進步和政府扶持力度的增加，近幾年國產(chǎn)廠商開始逐漸對進口醫(yī)療器械產(chǎn)品實現(xiàn)替代。在種植領(lǐng)域，正海生物在國內(nèi)占據(jù)10%的口腔修復(fù)膜市場，威高潔麗康公司的種植體隨著種植集采，市場占有率不斷提升，同時北京意華健在骨修復(fù)材料也有一定市場份額。在正畸產(chǎn)品市場，國產(chǎn)低價正畸產(chǎn)品占據(jù)了較大的市場份額，但在隱形正畸方面，無錫時代天使占有較多的份額，同時成長一批以隱形正畸為主打產(chǎn)品的公司，如正雅；在義齒市場，愛爾創(chuàng)、愛迪特、中航翔通和滬鴿占領(lǐng)較大的市場，這是在口腔生物材料領(lǐng)域國產(chǎn)廠商創(chuàng)新能力和實力增長的表現(xiàn)。但由于目前企業(yè)數(shù)量較多，市場競爭激烈，亟待轉(zhuǎn)型與技術(shù)升級，向外資(三)我國口腔生物材料行業(yè)市場規(guī)模我國口腔市場歷經(jīng)數(shù)10年的發(fā)展，經(jīng)歷了從無到有的歷程，現(xiàn)在正向產(chǎn)品豐富化和專利技術(shù)國產(chǎn)化的方向發(fā)展。目前，我國口腔器械市場正處于快速發(fā)展、穩(wěn)定增長的階段，一方面口腔醫(yī)療服務(wù)市場的不斷擴大促進了口腔器械市場的迅猛近年來，我國口腔器械市場規(guī)模呈不斷增長的趨勢，2019年我國口腔器械市場規(guī)模達到233.71億元，較2018年的213.44億元增長9.50%,2015—2019年復(fù)合增長率為15.53%(圖4-8)。行業(yè)規(guī)模同比增長率02015201620172018233.7120年份(數(shù)據(jù)來源：前瞻產(chǎn)業(yè)研究院)在口腔醫(yī)療市場中，增長最快的領(lǐng)域是口腔正畸、口腔種植牙、義齒材料等。以種植牙為例，國內(nèi)種植牙手術(shù)費用差別較大，根據(jù)所選用的種植體品牌、牙冠材質(zhì)的不同，價格會有明顯差異。種植體的價格是決定種植牙成本的最重要因素。根據(jù)對口腔醫(yī)療機構(gòu)的種植牙價格的調(diào)研，目前市場上單顆牙種植的總體費用為8000～22000元，收費項目主要包括種植體、種植基臺、牙冠、修復(fù)材料和手術(shù)費用。種植體依據(jù)材質(zhì)、工藝和來源，價格在一顆3500～12000元。種植基臺的價格一般在1500元以上。目前主流的全烤瓷牙冠一顆的價格約為2500元。修復(fù)材料方面瑞士蓋氏的Bio-Gide修復(fù)膜和Bio-Oss骨粉的組合價格在2500元以上，國產(chǎn)代表正海生物的海奧口腔膜和骨粉的組合價格為1000～1500元。2022年，國家醫(yī)保部門組織進行了牙種植體及相關(guān)耗材的集中采購工作，并于2023年1月進行競價開標，中選產(chǎn)品價格平均降至900多元，最高價格為1855元，平均降幅達到55%。同時，單顆常規(guī)種植牙全流程醫(yī)療服務(wù)價格調(diào)控至4500元左右，使得一顆種植牙費用可控制在6000元以下。該政策的陸續(xù)落地，預(yù)計會快速帶動國內(nèi)種植牙市場的更快發(fā)展。近些年，國內(nèi)義齒市場規(guī)模一直保持兩位數(shù)的增長率，2019年，義齒行業(yè)產(chǎn)值約為中國醫(yī)療器械科技創(chuàng)新發(fā)展報告——生物醫(yī)用材料220億元，約占整個醫(yī)療器械行業(yè)的3.8%。另據(jù)國家市場監(jiān)督局公開數(shù)據(jù)統(tǒng)計，目前國內(nèi)義齒生產(chǎn)企業(yè)有近2000家，遍布除西藏外的各省市、自治區(qū)、直轄市(表4-1)。序號地區(qū)1廣東2山東34遼寧56黑龍江78江蘇9北京山西廣西陜西四川吉林安徽江西云南貴州天津內(nèi)蒙古序號地區(qū)寧夏655在市場需求方面，定制式義齒與經(jīng)濟發(fā)展水平呈正相關(guān)關(guān)系，由于國內(nèi)經(jīng)濟發(fā)展的不均衡，地區(qū)義齒市場同樣呈現(xiàn)不均衡狀態(tài)。華東地區(qū)和華南地區(qū)市場需求占到全國的55%,華北和華中地區(qū)約占25%,東北和西部地區(qū)占比均不到20%。(四)我國口腔生物材料市場格局及集中度分析經(jīng)過多年的發(fā)展，我國口腔材料器械行業(yè)取得了較大的進步，相關(guān)生產(chǎn)企業(yè)和研究機構(gòu)不斷增多，國內(nèi)企業(yè)的整體技術(shù)水平也有較大提升。但是相較于美國、德國、日本等發(fā)達國家和地區(qū)，我國口腔材料器械產(chǎn)業(yè)發(fā)展相對滯后，高端產(chǎn)品生產(chǎn)國內(nèi)企業(yè)市場占有率普遍較低。美國、日本等國家在口腔器械領(lǐng)域起步較早，在口腔器械的技術(shù)上處于領(lǐng)先地位，在高端口腔器械市場占據(jù)主導(dǎo)地位。我國口腔器械行業(yè)起步相對較晚，部分企業(yè)研發(fā)能力較弱，生產(chǎn)技術(shù)水平相對較低，主要以2.我國口腔生物材料市場集中度趨勢我國口腔材料器械行業(yè)企業(yè)數(shù)量眾多且主要以中小型企業(yè)為主，綜合競爭實力較強的企業(yè)數(shù)量較少，全國規(guī)模以上的口腔裝備材料企業(yè)只有92家，80%的牙科裝備、產(chǎn)品為進口，高端口腔材料器材全部依賴進口，供給側(cè)遠遠跟不上需求側(cè)。在激烈的市場競爭中，部分實力較強的企業(yè)將會憑借技術(shù)升級等不斷提升自身競爭力，市場占有率進一步提高，而大多數(shù)中小型企業(yè)將面臨被市場淘汰的風(fēng)險。3.我國口腔生物材料市場格局我國口腔材料器械行業(yè)從細分領(lǐng)域來看，主要包括種植體、隱形正畸、口腔修復(fù)材料、定制式義齒等。其中，牙種植體和口腔正畸器是目前利潤水平最高、發(fā)展速度最快、增長空間最大的兩大分支領(lǐng)域。而口腔修復(fù)材料和義齒也會隨著口腔種植的快速發(fā)展，帶動進入一個持續(xù)的增長期(圖4-9)。3MAMERICAN傳統(tǒng)正畸隱形正畸國產(chǎn)品牌廠商迪航科技流YLDdSironaOSSTEM3B品修復(fù)材料種植系統(tǒng)①在牙種植體領(lǐng)域，在中國上游牙種植體的市場中，以全球五大牙種植體生Zimmer、韓國的Osstem)為代表的外資企業(yè)占據(jù)了國內(nèi)95%以上的市場份額，國產(chǎn)品牌占據(jù)5%左右。歐美種植體占據(jù)高端市場的主要份額，韓系的價格較低，市場份額在C端消費者中占比最高，國產(chǎn)種植體價位與韓系接近，但起步較晚受到韓系性價比壓制。20世紀90年代，國內(nèi)種植牙市場剛剛起步之時，因受限于醫(yī)療技術(shù)和產(chǎn)品生產(chǎn)制造技術(shù)的限制，只有少數(shù)中國本土企業(yè)獲得了國家食品藥品監(jiān)督管理總局(CFDA)頒布的牙植體系統(tǒng)生產(chǎn)批文，具備生產(chǎn)技術(shù)及生產(chǎn)資質(zhì)，代表性企業(yè)包括華西醫(yī)科大學(xué)衛(wèi)生部口腔種植科技中心、北京萊頓生物材料有限公司、四川大學(xué)生物材料工程研究中心。但因產(chǎn)品技術(shù)水平和市場推廣原因，并未獲得足夠的市場競爭力，甚至逐漸被市場淘汰。第四章口腔生物醫(yī)用材料年以后，韓系品牌“趁虛而入”,利用其成熟的培訓(xùn)教育體系及相對較低的價格優(yōu)勢，迅速占領(lǐng)了中國中低端市場，并發(fā)展到至今超過250萬顆以上的年使用量。甚至可以媲美歐美產(chǎn)品。②在口腔正畸器領(lǐng)域，目前呈現(xiàn)美國的AlignTechnology公司與中國的時代數(shù)字化軟件等、下游的口腔醫(yī)療機構(gòu)和醫(yī)護人員構(gòu)成(圖4-10)。上游，數(shù)字化創(chuàng)斷嗯動隱形正畸技術(shù)送代上游，數(shù)字化創(chuàng)斷嗯動隱形正畸技術(shù)送代保掙圖鑼N.正幾墨造均CG隔”中酶；提升產(chǎn)業(yè)區(qū)運作效率下：結(jié)構(gòu)伙化提升醫(yī)療資源可及性R④G·隱影正助是口腔區(qū)療巴銀市場中少數(shù)現(xiàn)?？捎^，近·隱影正助是口腔區(qū)療巴銀市場中少數(shù)現(xiàn)模可觀，近化和高阻服務(wù)打通頃接隱5婚治器9沿通·隱形正四正在□醫(yī)療機構(gòu)中占路且來過高的收入份·圖4-10中國隱形正畸產(chǎn)業(yè)鏈統(tǒng)計，2021年，時代天使成為中國市場份額最高的隱形矯治品牌，并在2022年進生物醫(yī)用材料生物醫(yī)用材料一步擴大市場份額至41.7%,領(lǐng)先第二名隱適美近10個百分點(圖4-11)。③口腔植入充填材料領(lǐng)域，從口腔修復(fù)膜和生物骨粉產(chǎn)品的競爭格局來看，進口品牌蓋氏仍占主導(dǎo)地位，2020年市占率約為70%,煙臺正海生物市占率約為10%,其余20%的市場相對分散。目前，骨植入材料和口腔修復(fù)膜的競爭格局相似，國產(chǎn)替代空間充足。根據(jù)奧精醫(yī)療招股書，2019年蓋氏的Bio-Oss骨粉占據(jù)我國口腔科骨植入材料70%的市場份額，國產(chǎn)產(chǎn)品占比較低，合計僅占約15%的市場份額，煙臺正海生物占整體市場約為2%,未來提升空間較大(圖4-12)。圖4-11中國隱形正畸市場格局(2020—2022年)(數(shù)據(jù)來源：《中國隱形正畸行業(yè)白皮書》,灼識咨詢)正海生物，其他，(a)口腔修復(fù)膜：2020年(b)骨粉：2019年圖4-12中國口腔修復(fù)膜及骨粉行業(yè)市場競爭格局情況(數(shù)據(jù)來源：正海生物招股書，奧精醫(yī)療招股書，華經(jīng)產(chǎn)業(yè)研究院整理)④在定制式義齒領(lǐng)域，中國義齒制造業(yè)占據(jù)十分重要的位置。國內(nèi)定制式義齒市場中，國產(chǎn)產(chǎn)品幾乎占據(jù)全部的市場份額，與國內(nèi)義齒市場規(guī)模相適應(yīng)，國內(nèi)義齒行業(yè)年產(chǎn)量約3.5億顆。義齒行業(yè)的特殊性使得義齒是生產(chǎn)企業(yè)數(shù)量最多的醫(yī)療器械產(chǎn)品種類，約有2000家生產(chǎn)企業(yè)、4500多張有效的產(chǎn)品注冊證件。其中，廣東省義齒生產(chǎn)企業(yè)數(shù)量最多，華東沿海省份為主要的生產(chǎn)制造區(qū)域。深圳市的義齒生產(chǎn)企業(yè)規(guī)?；狡毡檩^高，對內(nèi)對外物流均十分便捷，可滿足境內(nèi)外訂單交貨時限的要求。該市產(chǎn)值超億元的行業(yè)龍頭企業(yè)有4家，超千萬元產(chǎn)值的企業(yè)達到20(五)我國口腔生物材料供應(yīng)市場分析1.口腔充填修復(fù)材料口腔修復(fù)主要是針對牙齒缺損、牙齒缺失后的治療工作，如嵌體、全冠、義齒等，也包括利用人工修復(fù)體針對牙周病、顳下頜關(guān)節(jié)病和頜面部組織缺損的治療，如咬合板、牙周夾板、贗復(fù)體、義眼、義耳、義鼻等?？谇恍迯?fù)是口腔醫(yī)學(xué)中的一個重要分支，種植修復(fù)、粘結(jié)修復(fù)、美學(xué)修復(fù)是現(xiàn)代口腔修復(fù)發(fā)展最快的領(lǐng)域，顯著提升了口腔修復(fù)的治療效果和水平。2.口腔義齒材料口腔義齒制作材料主要包括貴金屬、普通金屬、合金金屬、瓷塊、硅膠等。根據(jù)《2017醫(yī)療器械分類目錄(修訂版)》,口腔義齒制作材料主要分為義齒用金屬材料及制品、義齒用陶瓷材料及制品、義齒用高分子材料及制品、定制式義齒、在義齒材料中，合金烤瓷牙價格較為便宜，但其牙齦邊緣容易發(fā)黑，影響美觀；以氧化鋯義齒為代表的全瓷牙兼具了美觀性和良好的生物相容性，但價格較為昂貴。氧化鋯義齒由于技術(shù)門檻較高，僅有登士柏西諾德及國瓷材料愛爾創(chuàng)等少數(shù)廠商具備齒科產(chǎn)品制造能力。國外由于市場容量大，氧化鋯齒科材料品牌辨識度國內(nèi)方面，國內(nèi)企業(yè)氧化鋯義齒的材料供應(yīng)商營收體量都相對較小。2019年，愛爾創(chuàng)實現(xiàn)營收4.72億元；中航翔通實現(xiàn)營收3.82億元(包含光纖連接器等非齒科產(chǎn)品);愛迪特實現(xiàn)營收2.04億元；滬鴿股份實現(xiàn)營收0.91億元。而2020年財年，登士柏西諾德實現(xiàn)營收8.95億美元；3M實現(xiàn)營收321.36億美元，遠高于國內(nèi)廠商。國外齒科材料巨頭多年積累的品牌力和體量，對于國瓷材料與愛爾創(chuàng)而言.既是挑戰(zhàn)也是機遇。國內(nèi)氧化鋯義齒市占率處于低位、高端產(chǎn)品被國外壟斷，愛爾創(chuàng)作為國產(chǎn)義齒材料的知名品牌，將有望依托國瓷材料的優(yōu)秀平臺，走出品牌升定制式義齒的規(guī)模企業(yè)主要集中在深圳市，其中現(xiàn)代牙科器材(深圳)有限公司、洋紫荊牙科器材(深圳)有限公司、深圳市金悠然科技有限公司、深圳康泰健牙科器材有限公司產(chǎn)值均超過億元。同時，我國是全球最大的義齒產(chǎn)品出口國家，深圳是最主要的出口產(chǎn)品生產(chǎn)基地，約占全國義齒出口總額的60%。國家海關(guān)進出口數(shù)據(jù)顯示，2018年，我國義齒出口2.55億美元，其中深圳義齒出口1.6億美元。深圳義齒行業(yè)以歐美發(fā)達國家為主要出口市場，歐美地區(qū)合計占深圳義齒出口市場的80%。作為全球義齒行業(yè)龍頭企業(yè)，成立于中國香港的現(xiàn)代牙科集團專注于為全球用戶提供定制式義齒，并在中國、德國、澳洲、美國及馬達加斯加均擁有生產(chǎn)基地，且擁有多個全球品牌。該集團在全球的年業(yè)務(wù)收入接近30億港元。總部位于深圳的康泰健牙科集團，是國內(nèi)市場份額最大的義齒加工企業(yè)，其集團公司總產(chǎn)能達到200萬件/年，覆蓋全國一、二線城市，全國市場份額約占4%,市場覆蓋區(qū)域超過50%的全國區(qū)域。第四章根據(jù)《2017醫(yī)療器械分類目錄(修訂版)》,口腔正畸材料及制品主要分為托槽、正畸絲、帶環(huán)及頰面管、正畸基托聚合物、正畸彈簧、正畸彈性體附件、矯治器具及附件。隨著居民收入提升，我國居民口腔消費觀念改善，隱形正畸需求加大，從而推動了口腔正畸材料及制品的發(fā)展。以口腔正畸材料及制品中價值較大的正畸托槽為例，2019年國內(nèi)口腔正畸病例約為293萬例，對正畸托槽的需求超過了200從生產(chǎn)企業(yè)來看，以正畸托槽為例，截至2020年7月底，我國正畸托槽共有無托槽隱形正畸領(lǐng)域的企業(yè)主要包括無錫時代天使醫(yī)療器械科技有限公司、愛齊(四川)醫(yī)療設(shè)備有限公司、四川正美齒科科技有限公司、可麗爾醫(yī)療科技(常州)有限公司、卡瓦(四川)醫(yī)療器械有限公司等廠商。根據(jù)《2017醫(yī)療器械分類目錄(修訂版)》,口腔植入材料主要分為牙種植體、基臺及附件、種植支抗、種植體密封材料、種植輔助材料、骨填充及修復(fù)材料、種植體是種植牙手術(shù)最主要的成本，我國口腔植入材關(guān)附件為主，獲批企業(yè)數(shù)10家，但外資企業(yè)Straumann(土卓曼，瑞士)、Danaher美國)、Osstem(奧齒泰，韓國)、ZimmerBiomet(等占據(jù)了國內(nèi)90%的種植體市場份額。國家藥監(jiān)局顯示，截至2022年12月底，我國國產(chǎn)牙種植體相關(guān)的注冊文號有了233種，為國內(nèi)的13倍。企業(yè)方面，有相關(guān)批件企業(yè)數(shù)量的外國企業(yè)有52家，中國臺灣企業(yè)有3家，中國大陸企業(yè)有18家?？梢娔壳?，我國種植體市場仍主要被外資企業(yè)或進口產(chǎn)品壟斷。在市場具體競爭格局方面：品牌根據(jù)價格可分為3類。第一類是高端種植體品牌，如Straumann種植系統(tǒng)、NobelBiocare種植系統(tǒng)，約占市場份額的30%左右。第二類中端種植系統(tǒng)以BICON(美國)、安多健(法國)和MIS(以色列)的產(chǎn)品為主，約占市場份額的15%左右。第三類是低端種植系統(tǒng)，主要以韓國的登騰和美真格為主，約占市場份額的50%左右。國產(chǎn)種植體的研發(fā)、上市往往時間長，投入大，市場份額占比卻仍未突破10%。主要原因是進口品牌進入市場較早，占據(jù)了先機。具體來說，之所以國產(chǎn)品牌發(fā)展較慢，與以下原因有關(guān)：①20世紀90年代國產(chǎn)產(chǎn)品的對市場造成的質(zhì)量不佳的不良影響；②種植牙為植入類詢證醫(yī)學(xué)產(chǎn)品，醫(yī)生和患者對于產(chǎn)品的臨床效果需要一個較長的“考察期”;③國外品牌先入為主，主導(dǎo)了醫(yī)生的使用習(xí)慣，更換品牌需要改變一些操作習(xí)慣，并非所有牙醫(yī)都想嘗試新的產(chǎn)品；④國外品牌長期以來建立的品牌優(yōu)勢，使得國內(nèi)消費者對國外產(chǎn)品有天然好感。⑤種植牙項目屬于技術(shù)門檻高、投人大、回報周期非常長的項目，僅有較少的有實力的企業(yè)有意愿進行產(chǎn)品的開發(fā)和布局。但隨著市場潛力的逐漸釋放、國產(chǎn)替代進程的加速及國家集采政策的逐步落地實施，國產(chǎn)種植體行業(yè)有望迎來新的發(fā)展機遇，但同時也面臨著競爭加劇的挑戰(zhàn)。目前，我們認為，種植牙在主要原材料、表面處理技術(shù)、加工精度等方面，國產(chǎn)品牌和國外品牌逐漸處在同一水平線上，國產(chǎn)品牌的品質(zhì)逐漸被認可，包括各臨床機構(gòu)陸續(xù)公開發(fā)表的臨床研究數(shù)據(jù)，也證實了國產(chǎn)品牌的臨床成功率不差于進口產(chǎn)品。但是就市場推廣而言，國產(chǎn)品牌因起步晚，價格低且無品牌競爭優(yōu)勢，并不占優(yōu)。在國產(chǎn)替代的大趨勢下，我們認為國產(chǎn)企業(yè)將會迸發(fā)出強烈的發(fā)展活力，降低醫(yī)療費用的同時，拉動相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展，創(chuàng)造新的行業(yè)發(fā)展機遇，快速實現(xiàn)國產(chǎn)替代，并提升國內(nèi)市場的種植牙滲透率。5.口腔治療輔助材料根據(jù)《2017醫(yī)療器械分類目錄(修訂版)》,口腔治療輔助材料主要分為根管預(yù)備輔助材料、吸潮紙尖、酸蝕劑、預(yù)處理劑、排齦材料、研磨拋光材料。口腔治療輔助材料種類較多，從其用途來看，大多為口腔醫(yī)療產(chǎn)品生產(chǎn)(如修復(fù)體),以及口腔過程中的輔助材料和產(chǎn)品。在口腔醫(yī)療中，產(chǎn)品價值較低，行業(yè)總近年來隨著居民消費水平上升，以及種植牙的高成功率打消了部分消費者的疑慮，消費者對種植牙的需求上升，行業(yè)滲透率上升明顯。2011年，我國種植牙數(shù)量僅為1顆/萬人，2019年達到了22顆/萬人(圖4-13)。但韓國早在2017年就達到了約650顆/萬人，我國種植牙市場滲透率仍然偏低。20112012201320142015在種植牙市場規(guī)模方面，近年來，隨著居民消費能力的增長、有種植牙經(jīng)驗的合格牙醫(yī)數(shù)量增加，以及學(xué)術(shù)推廣力度的提高，我國種植牙市場正處于快速發(fā)展期。2011年，我國年種植牙顆數(shù)僅為13萬顆左右，2013年增長至30萬顆，2016年已超過百萬顆，2017年接近200萬顆，到2019年已超過311.95萬顆，2022年已達到400萬顆，2011—2022年復(fù)合增長率為40%以上(圖4-14),是全球增長最快的種植牙市場之一。隨著市場潛力的釋放，預(yù)計未來幾年內(nèi)，我國種植牙年消費量將達生物醫(yī)用材料到1000萬顆以上，形成一個百億級市場。復(fù)合增長率復(fù)合增長率數(shù)量復(fù)合增長率02011201220132014201520160圖4-142011—2019年中國種植牙數(shù)量及復(fù)合增長率(數(shù)據(jù)來源：前瞻產(chǎn)業(yè)研究院)口腔修復(fù)膜與骨粉是比較有代表性的兩種口腔植入修復(fù)材料，主要應(yīng)用于種植牙時牙槽骨條件不足的植骨(骨質(zhì)重建),使得患者的骨質(zhì)達到手術(shù)要求，以便后續(xù)植牙得以進行。骨修復(fù)材料(骨粉)通常用于牙頜骨缺損或骨量不足的填充和修復(fù)，而口腔修復(fù)膜通常用于口腔內(nèi)軟組織淺層缺損的修復(fù)，加速創(chuàng)口愈合及誘導(dǎo)自體骨再生。口腔修復(fù)膜依據(jù)材料來源可分為膠原類膜、金屬膜、合成膜與異體骨膜等。同時依據(jù)材料是否能被降解細分為可吸收性膜與不可吸收性膜。從市場需求來看，據(jù)統(tǒng)計，2020年中國口腔修復(fù)膜用量為161萬張，骨粉用量為201萬克，預(yù)計2025年市場需求分別達到427萬張、534萬克(圖4-15)。2021E2022E圖4-152020—2021E2022E市場空間方面，按照口腔修復(fù)膜及骨粉價格均為1400元測算，2021年中國口腔修復(fù)膜市場規(guī)模約為26.7億元，骨粉市場規(guī)模為66.8億元(圖4-16)。020202021E2022E2023E2024E圖4-162020—2025年中國口腔修復(fù)膜及骨粉市場規(guī)模情況數(shù)據(jù)顯示，隨著居民收入、消費水平提升，以及對美更加追求，我國口腔正畸呈逐年持續(xù)增長趨勢。灼識咨詢報告顯示，2022年，中國正畸市場規(guī)模為547億元，出貨量323萬組；預(yù)計到2030年，中國正畸市場規(guī)模將達到890億元，出貨量635中國醫(yī)療器械科技創(chuàng)新發(fā)展報告——生物醫(yī)用材料中國正畸市場規(guī)模(按終端價計)G108-4□隱形矯治市場總讓■托槽止瑜市場■愿形暢治市場總壯2中國正畸市場規(guī)模(按廠商出貨量計)72十2元954203OE4--圖4-17中國正畸市場隱形正畸成為正畸市場新的增長點。2022年，我國隱形正畸市場規(guī)模約為120億元左右，預(yù)計到2030年將增長到404億元左右(圖4-18)。中國正畸案例數(shù)10%十億元，2015-2030E元圖4-18中國隱形正畸市場規(guī)模(數(shù)據(jù)來源：《中國隱形正畸行業(yè)白皮書》,灼識咨詢)第四章口腔生物醫(yī)用材料我國隱形正畸市場格局較為穩(wěn)定，隱適美和時代天使兩大隱形矯正器品牌，合計占據(jù)80%左右的市場份額。而以案例數(shù)口徑計算，2021年，時代天使成為中國市場份額第一的隱形正畸品牌，隱適美、正麗市場份額有所下降，其余品牌市場份額均有不同程度的提升(圖4-19)。圖4-19中國隱形正畸主要廠商市場分布狀況(數(shù)據(jù)來源：《2022年隱形矯治行業(yè)藍皮書》,灼識咨詢)4.口腔修復(fù)我國老年人的口腔狀態(tài)普遍較差，為了維持適當?shù)木捉?、消化語言、表情等功能及良好的心理狀態(tài)，口腔修復(fù)是十分重要和必要的。隨著社會的進步，生活水平的提高，老年人對提高生活質(zhì)量的愿望日益增長，對口腔健康和美觀程度提出了較高的要求，老年人口腔修復(fù)市場需求增加。中國醫(yī)療器械科技創(chuàng)新發(fā)展報告——生物醫(yī)用材料隨著老齡化社會的到來，牙齒缺損與缺失的比例將增加。據(jù)統(tǒng)計，我國65歲以上的人均缺牙約為9.06顆，即使50%的人做修復(fù)，以2019年我國65歲以上人口2.54億人左右計算，僅65歲以上的人群修復(fù)市場規(guī)模就達11.5億顆。加之修復(fù)體在一定時間必須修改或更換，因此這將是一個很大的醫(yī)療市場。齲病是口腔臨床上的常見病和多發(fā)病，嚴重影響我國人民健康。復(fù)合樹脂填充修復(fù)是目前臨床治療齲病的主要手段，其是一種填料增強型聚合物復(fù)合材料，是由有機樹脂基質(zhì)和無機填料，以及引發(fā)體系組合而成的非均勻相混合物。自1962年美國學(xué)者Bowen發(fā)明以Bis-GMA(雙酚A雙甲基丙烯酸縮水甘油酯)為基質(zhì)，以二氧化硅為填料的復(fù)合樹脂以來，口腔復(fù)合樹脂經(jīng)歷了以下革新：由早期的化學(xué)固化復(fù)合樹脂發(fā)展到如今應(yīng)用最多的可見光固化復(fù)合樹脂，實現(xiàn)即時“按需固化”;由早期使用大顆粒的無機填料逐步發(fā)展成為現(xiàn)在的納米級無機填料，固化后更逼真、更耐磨；由早期的單一顏色發(fā)展到如今與自然牙色澤幾乎相近的多色系列復(fù)合樹脂，使美學(xué)效果得到保障；由原來的前、后牙復(fù)合樹脂發(fā)展到通用型復(fù)合樹脂、流動樹脂、可壓實復(fù)合樹脂、大塊充填樹脂等以滿足臨床不同需求。口腔樹脂材料因其生物相容性、美觀性、低成本和易塑性等優(yōu)點，近年來在臨床齲病治療中廣泛用于替代銀汞合金進行牙體缺損修復(fù)，成為臨床應(yīng)用最廣泛的牙齒缺損修復(fù)材料。據(jù)公開數(shù)據(jù)統(tǒng)計，現(xiàn)有61例口腔樹脂填充材料獲批國家藥監(jiān)局醫(yī)療器械注冊證，其中國產(chǎn)獲批產(chǎn)品共5例(包含光固化樹脂2例，流動樹脂1例),進口獲批產(chǎn)品共56例(包含光固化樹脂27例，流動樹脂11例)。然而，樹脂復(fù)合材料修復(fù)的使用壽命仍然存在挑戰(zhàn)，主要是由于聚合收縮及其相關(guān)應(yīng)力，樹脂基質(zhì)由于長期聚合收縮會在與牙體硬組織界面形成微滲漏，細菌通過滲漏侵入內(nèi)部形成繼發(fā)齲，這是造成目前填充修復(fù)失敗的重要原因。因此，抗感染功能設(shè)計有望成為預(yù)防繼發(fā)性齲齒和延長牙科樹脂復(fù)合材料使用壽命的一種有效途徑。為了提高牙科樹脂復(fù)合材料的抗菌性能，國內(nèi)外學(xué)者進行了大量研究，如添加抗菌化合物(如氯己定和氟化物),整合季銨鹽和摻雜金屬離子/氧化物(如鋅和銀)。研究表明，這些技術(shù)可以有效提高樹脂修復(fù)體的抗菌活性。然而，這些抗菌成分的暴發(fā)釋放意味著抗菌效果只能持續(xù)很短的一段時間。為了解決這一問題，研究人員開發(fā)了介孔二氧化硅納米顆粒(MSNs)、聚乳酸一羥基乙酸(PLGA)納米顆粒、氯己定/無定形磷酸鈣(CHXACP)核殼納米顆粒等多種納米級顆粒作為緩釋載體，在不影響短期粘接強度的前提下，最大限度地為控制其抗菌藥物的緩釋提供了有效的方法。然而，抗菌藥物的長期穩(wěn)定性和生物安全性仍存在不確定性。另外，還有研究將氯化銨的衍生物引入口腔復(fù)合樹脂中以此來增強抗菌性能，以期達到殺滅細菌來增加抗菌性能，然而氯化銨衍生物的引入也同時降低了復(fù)合樹脂的機械性能。綜上所述，現(xiàn)有復(fù)合樹脂材料抗菌功能主要通過引人抗菌型無機粒子或抗菌型有機單體來實現(xiàn)，但以上策略不僅對復(fù)合樹脂體系的力學(xué)性能和美觀性等產(chǎn)生不利影響，還存在著長期抗菌粒子損失失去抗菌能力的問題(表4-2)。目前，抗菌復(fù)合樹脂的相關(guān)研究已成為研究熱點，但仍不能滿足臨床需求，轉(zhuǎn)化為臨床應(yīng)用的尚少，未來還需要一種不影響長期抗菌穩(wěn)定性的，具有良好生物相容性的長效抗菌設(shè)計策略，同時國產(chǎn)替代產(chǎn)品也有待進一步加強。抗菌物質(zhì)缺點降低機械性能耐磨耗、疲勞性較差2.粘接劑1955年，Buonocore首次使用磷酸處理牙面從而提出全酸蝕技術(shù)，使得樹脂和牙釉質(zhì)之間的結(jié)合有所改善。1982年，日本學(xué)者Nakabayashi提出了關(guān)于牙本質(zhì)粘接的混合層(Hybridlayer)理論及自酸蝕技術(shù)奠定了牙本質(zhì)粘接的理論基礎(chǔ)。近70年來，新的牙體粘接劑不斷問世，臨床使用程序不斷簡化，牙本質(zhì)的粘接強度不斷增強，滿足著現(xiàn)代口腔治療的高要求，推動現(xiàn)代口腔技術(shù)的發(fā)展。中國醫(yī)療器械科技創(chuàng)新發(fā)展報告——生物醫(yī)用材料臨床上，通常將牙本質(zhì)粘接劑分為8代(表4-3),第一代至第三代牙本質(zhì)粘接劑并不酸蝕牙質(zhì)，僅依靠同玷污層產(chǎn)生粘接力，因此粘接強度較弱，一般在表4-3粘接劑代表性產(chǎn)品系列代表性產(chǎn)品公司主要成分第四代雙層(疏水)AdperTMN-甲苯基甘油酸一縮水甘油甲基丙烯酸樹脂(NTG-GMA)第五代(部分自酸蝕)單層(親水)甲基丙烯酸酯、光引發(fā)劑、氧第六代自酸蝕雙層(疏水)丙烯酸2-羥乙烷、二甲基丙異丙烯酰氧化葵二磷酸二氫鹽等單體及輕質(zhì)無水硅酸增粘劑、甲苯二乙醇胺聚合促進劑第七代自酸蝕單層(親水)甲基丙烯酸酯、磷酸酯(MHP)和硅烷化硅石第八代(通用自酸蝕單層(疏水)亞乙基)雙[4,1-苯氧基(2-丙烯酸-1,10-癸二酯、硅烷化硅分子第四代牙本質(zhì)粘接劑問世于20世紀80年代中期，為傳統(tǒng)的全酸蝕粘接系統(tǒng)，其由酸蝕劑、處理劑和粘接劑組成，采用多瓶多步驟操作方法(經(jīng)典三步法)。其酸蝕劑多為濃度35%左右的磷酸，預(yù)處理劑中含N-甲苯基甘油酸一縮水甘油甲基丙烯酸樹脂(NTG-GMA)等成分實現(xiàn)酸蝕表面從親水到疏水的改性，最后涂覆粘接劑(adhesive),滲入的粘接劑樹脂與脫礦剩余的膠原纖維構(gòu)成了混合層，混合層形成的質(zhì)量是粘接成功的關(guān)鍵。第四代粘接劑與牙本質(zhì)的粘接強度(17～25MPa),取得了較為理想的粘接效果，具有較高的微拉伸粘接強度和較好的邊緣封閉性。20世紀90年代提出了自酸蝕粘接理論，因此第五代粘接劑可分為兩類，一類粘接劑仍采用全酸蝕技術(shù)(兩步法),將預(yù)處理劑和粘接劑成分復(fù)合成一個組分，在酸蝕沖洗后涂覆粘接劑即可，將第四代的三步法優(yōu)化成兩步法。另一類為自酸蝕粘接劑，此類粘接劑采用的是自酸蝕粘接技術(shù)，是將酸蝕劑和預(yù)處理復(fù)合成一個組分，在酸蝕的同時實現(xiàn)牙齒表面的改性，免去了沖洗的步驟，操作簡單、快捷，并且有效地避免治療后的敏感。20世紀90年代末到21世紀初出現(xiàn)了第六代粘接劑產(chǎn)品，此類產(chǎn)品將酸蝕劑、預(yù)處理及粘接劑一步完成，大大簡化了操作步驟，減少了操作時間。2002年后出現(xiàn)的第七代粘接劑將第六代材料簡化為單一組分，進一步簡化了操作步驟。近年來3M和BISCO率先開發(fā)了最新一代粘接劑：通用型一步法粘接劑，也被稱為第八代粘接劑。隨后幾年里，DENTSPLY等其他公司也紛紛推出類似的產(chǎn)品。通用型粘接劑是單瓶裝單層式的牙科粘接劑，可以用于自酸蝕，也可以用于全酸蝕。牙本質(zhì)粘接劑除了滿足臨床治療需求的情況下，向技術(shù)簡化方向發(fā)展，同時研究人員也通過技術(shù)的不斷改進，賦予其更多的功能。如賦予材料抗菌性能，在復(fù)合材料中加入抗菌單體——甲基丙烯酰氧基十二烷基吡啶溴化物(MDPB),能夠與其他單體共聚，導(dǎo)致抗菌基團固定在聚合物鏈中，這可能為復(fù)合材料提供長期的抗菌活性。賦予材料耐降解能力，將金屬基質(zhì)蛋白酶(MMP)抑制劑加入粘接劑中，并取得了良好的效果，因為活化的MMP可能會逐漸降解未被粘接劑樹脂完全包裹的膠原纖維，可能會增加混合層內(nèi)的含水量，導(dǎo)致牙本質(zhì)修復(fù)鍵的破壞。生物活性玻璃賦予材料再礦化能力，將生物活性玻璃添加到樹脂基材料中釋放鈣或磷酸根離子，從而促進1.樹脂陶瓷復(fù)合材料樹脂陶瓷復(fù)合材料也被稱為“類陶瓷”材料，是樹脂基質(zhì)和無機陶瓷材料的混合材料(圖4-20),是為了改善陶瓷材料脆性大、顏色、穩(wěn)定性差等問題研發(fā)出的兼具陶瓷材料和樹脂材料優(yōu)良性能的新型類陶瓷修復(fù)材料。由于含有樹脂基成分，其具備了近似復(fù)合樹脂的力學(xué)特性，彈性模量為12～28GPa,抗彎曲強度約為200MPa,接近牙本質(zhì)，克服了傳統(tǒng)玻璃基陶瓷脆性大、易折裂等缺點，作為修復(fù)體時可以承受并吸收更高的壓應(yīng)力而不發(fā)生永久形變或破壞；另外，樹脂陶瓷復(fù)合材料又具有陶瓷材料的良好美學(xué)與機械性能，相比于復(fù)合樹脂來說，樹脂陶瓷復(fù)合中國醫(yī)療器械科技創(chuàng)新發(fā)展報告——生物醫(yī)用材料材料的耐磨性及顏色穩(wěn)定性得到了顯著提升，作為后牙冠修復(fù)體應(yīng)用時具有更好的耐磨性。作為一種新型的口腔義齒制作材料，樹脂陶瓷復(fù)合材料所具備的發(fā)展?jié)摿褪袌銮熬暗玫搅藝业母叨戎匾暋Ｔ凇笆奈濉眹仪环律鷺渲瑵B透陶瓷冠橋材料”項目已于2023年正式啟動，將會帶動國產(chǎn)樹脂陶瓷復(fù)合材料的高質(zhì)量發(fā)展。圖4-20樹脂陶瓷復(fù)合材料結(jié)構(gòu)示意(數(shù)據(jù)來源：史佳敏，《大氣壓冷等離子體對樹脂基陶瓷粘接性能的影響》)目前樹脂陶瓷復(fù)合材料主要分為兩大類：一類是陶瓷網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中滲透加入樹脂基質(zhì)，通常稱為樹脂滲透陶瓷復(fù)合材料，代表產(chǎn)品為VitaEnamic;另一類是在高度交聯(lián)的樹脂基質(zhì)中加入改良強化的陶瓷顆粒，通常稱為陶瓷增強樹脂基復(fù)合Ultimate等(表4-4)。表4-4樹脂陶瓷復(fù)合材料的分類公司類別復(fù)合材料陶瓷增強樹脂基復(fù)合材料嵌體，高嵌體，貼面愛爾創(chuàng)潤瓷世界上第一款投向市場的樹脂陶瓷復(fù)合材料是VitaZahnfabrik公司于2013年推出的VitaEnamic,是首款具有雙重網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的口腔樹脂滲透陶瓷復(fù)合材料，也是最具代表性的口腔樹脂陶瓷復(fù)合材料。Vit陶瓷增強樹脂基復(fù)合材料是另一種主要的樹脂陶瓷復(fù)合材料，目前市場上的多數(shù)商業(yè)樹脂陶瓷復(fù)合材料都屬于此類，常見的有3M公司的ParadigmTMMZ100和LavaTMUltimate,GC公司的CERASMART等。國產(chǎn)陶瓷增強樹脂基復(fù)合材料的代表性產(chǎn)品是愛爾創(chuàng)公司于2020年推出的“潤瓷”系列樹脂陶瓷復(fù)合材料，包括LT(低透)、HT(高透)和LT-M(顏色和透性分層)三款產(chǎn)品，是全球第一款在樹脂陶瓷復(fù)合材料領(lǐng)域推廣漸變色的產(chǎn)品。同時“潤瓷”的致密性優(yōu)異，彎曲強度可達200MPa,且擁有優(yōu)良的色穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性，彈性模量與牙本質(zhì)相接近?！皾櫞伞毕盗袠渲沾蓮?fù)合材料已獲得國家三類醫(yī)療器械注冊證。重度牙體缺損保存治療難度大，是口腔臨床面臨的極大挑戰(zhàn)。牙冠硬組織喪失超過1/2即為殘冠，冠部硬組織完全或接近完全喪失即為殘根。隨著口腔技術(shù)的進步及生物材料的發(fā)展，很多以前認為應(yīng)該拔除的患牙現(xiàn)在可以通過根管治療、樁核修復(fù)得以保存和恢復(fù)。樁是插入根管內(nèi)的部分，利用摩擦力和粘接力等與根管內(nèi)壁之間獲得固位，進而為核及最終的全冠提供固位。增加固位和提升牙齒抗力是樁的主要功能。核是固定于樁之上，與牙冠剩余的牙體硬組織一起形成最終的全冠預(yù)備體，為最終的全冠提供固位。樁核是根管治療后恢復(fù)大面積牙體缺損患牙形態(tài)和功能的一種修復(fù)體，為全冠提供固位并提高牙齒抗力，可以分體或一體化制作。表4-5列出了不同類型的纖維樁產(chǎn)品。類別亞類產(chǎn)品公司預(yù)成樁法國RTD樹脂基體+石英纖維法國RTD樹脂基體+石英纖維中國歐亞瑞康樹脂基體+玻璃纖維螺紋樁樹脂基體+玻璃纖維法國RTD樹脂基體+石英纖維樹脂基體+玻璃纖維螺紋增強固位纖維樁中國歐亞瑞康樹脂基體+玻璃纖維個性化樁核CAD/CAM樁核個性化一體化纖維樁核中國歐亞瑞康樹脂基體+玻璃纖維自20世紀90年代法國學(xué)者將碳纖維/環(huán)氧樹脂復(fù)合材料制作而成的纖維樁引入口腔醫(yī)學(xué)領(lǐng)域后，與牙齒顏色相近、美觀性更好的玻璃纖維樁、石英纖維樁陸續(xù)得到研制及應(yīng)用。纖維樁不僅生物相容性優(yōu)異，其彈性模量與牙本質(zhì)更接近，使牙齒受到的咀嚼應(yīng)力能沿樁體更均勻地分布，且它的撓曲抗折強度達到臨床修復(fù)要求，高于牙本質(zhì)的撓曲抗折強度，可以增強患牙牙頸部的抗折力。纖維樁與周圍樹脂粘結(jié)劑的化學(xué)粘結(jié)性能超過金屬樁和陶瓷樁，同時機械加工成型纖維樁表面粗糙度大，有效增強固位粘結(jié)性能。隨后法國RTD公司、瑞士康特公司及中國歐亞瑞康公司陸續(xù)推出了螺紋樁(圖4-21),在樁的表面形成微機械鎖合結(jié)構(gòu)，顯著增加粘接面積，提升固位。因此，牙科纖維樁在牙齒重度缺損修復(fù)中的應(yīng)用越來越廣泛。第四章口腔生物醫(yī)用材料算機輔助設(shè)計和制造)作為一種先進的輔助工具，已經(jīng)成為國內(nèi)外口腔修復(fù)領(lǐng)域的椅旁切削設(shè)備精度的大幅提升極大地提高了口腔修復(fù)體制作的質(zhì)量水平和工作效率，減少了口腔修復(fù)治療的時間。利用CAD/CAM制作全瓷貼面，全瓷冠、全瓷嵌體已經(jīng)在臨床上得到廣泛的應(yīng)用，近年來CAD/CAM纖維樁核也開始逐步向臨床推廣(圖4-22)。CAD/CAM制作的纖維樁核具有高精度、高可靠性和穩(wěn)定性的特點，極大地提升了重度牙體缺損的治療效果。2010年，北京大學(xué)口腔醫(yī)學(xué)院、北京化工大學(xué)與北京歐亞瑞康新材料科技有限公司聯(lián)合開發(fā)出可用于CAD/CAM個性化切削加工的纖維增強樹脂材料，并在國際上首次提出定制式一體化纖維樁核的修復(fù)理念和制備方法，申請了發(fā)明專利(ZL201010124736.1)。同時，北京大學(xué)口腔醫(yī)院研究團隊在《國際口腔修復(fù)學(xué)雜產(chǎn)品自2010年起開展前期基礎(chǔ)研究以來，經(jīng)過近10年的技術(shù)積累和工藝優(yōu)化，已實現(xiàn)連續(xù)穩(wěn)定生產(chǎn)，產(chǎn)品的性能全部滿足口腔臨床需求。2021年10月，個性化一體化纖維樁核取得國家藥監(jiān)局頒發(fā)的Ⅲ類產(chǎn)品注冊證(國械注準20213170796)。在研發(fā)的過程中，該產(chǎn)品獲得2項國家科技支撐計劃(2008年、2012年)、1項北京市科技計劃(2020年)資助，榮獲教育部“高等學(xué)?？茖W(xué)研究優(yōu)秀成果獎”科技進步獎一等獎(2023年),榮獲中華口腔醫(yī)學(xué)會科技獎一等獎(2022年)。牙釉質(zhì)是位于牙齒表面的一層堅硬組織，是人類身體最堅硬的組織之一。它覆蓋在牙齒冠部的外層，起到保護牙齒的作用。牙釉質(zhì)主要由羥基磷灰石的堅硬結(jié)構(gòu)。由于人體的牙釉質(zhì)中無機晶體相含量高達96%以上且缺乏包括細胞在牙釉質(zhì)的仿生礦化是在天然牙因齲病或其他牙體硬組織疾病而導(dǎo)致牙體硬組織缺損后，根據(jù)仿生礦化的原理在脫礦釉質(zhì)晶體上實現(xiàn)類釉質(zhì)晶體沉積，并達到與天然釉質(zhì)相似的形態(tài)及功能。20世紀50年代初，研究人員發(fā)現(xiàn)氟化物通過與牙齒組織中的羥基磷灰石結(jié)合，形成氟化羥基磷灰石(fluorapatite),增強了牙齒組織的穩(wěn)定性和抗酸性能。氟化羥基磷灰石比原始的羥基磷灰石更難被酸侵蝕，從而降低了牙齒發(fā)生齲齒的風(fēng)險。隨后氟化物廣泛用于口腔衛(wèi)生產(chǎn)品中，如牙膏、漱口水、凝效預(yù)防齲齒的發(fā)生。20世紀80年代，學(xué)者們根據(jù)天然礦化過程中有機一無機界面20世紀90年代末，學(xué)者們通過大量的基礎(chǔ)及臨床試驗證實，酪蛋白磷酸肽(CPP)自然成核和HAP晶體的有序組裝至關(guān)重要。作為主要蛋白質(zhì)(體積分數(shù)>90%),原蛋白或其類似物輔助來控制生物礦化過程的方法已被用于仿生牙釉質(zhì)樣結(jié)構(gòu)。2000年，涂層技術(shù)(coatingtechniques)的發(fā)展為仿生牙釉質(zhì)材料帶來了突破。通過在基礎(chǔ)材料表面應(yīng)用特殊的涂層，可以改善材料的美觀度、耐磨性和生物相容氨酸的引導(dǎo)下再生釉質(zhì)樣結(jié)構(gòu)，從而達到牙釉質(zhì)的基底缺乏力學(xué)連接性，隨后浙江大學(xué)研究團隊在2019年設(shè)計了一種由磷酸鈣離子簇組成的材料，可以誘導(dǎo)羥基磷灰石外延晶體生長過程，完成牙釉質(zhì)的修復(fù)。因此，納米羥基磷灰石(nHA)類修復(fù)產(chǎn)品被廣泛應(yīng)用于市場。2017年，美國密歇根大學(xué)研究團隊利用層層堆疊的ZnO陣列制備了仿生牙釉質(zhì)材料，具備良好的力學(xué)性能，但是與人類牙釉質(zhì)的性能不相匹配，生物相容性也較差。為了探究制備仿生原位生長修復(fù)新策略，牙釉質(zhì)牙本質(zhì)內(nèi)的梯度結(jié)構(gòu)是需要進一步分析探明的。2020年，美國西北大學(xué)的研究團隊研究分析了牙釉質(zhì)微晶中的化學(xué)梯度，進一步解釋了牙釉質(zhì)的等級結(jié)構(gòu)，他們發(fā)現(xiàn)羥基磷灰石微晶為牙釉質(zhì)的基本組成部分，微晶兩側(cè)為兩個富含鎂、鈉離子、負離子和碳酸根離子的納米層。這一化學(xué)梯度的發(fā)現(xiàn)為仿生牙修復(fù)材料的制備提供了指導(dǎo)思路。美國威斯康星大學(xué)的Gilbert課題組發(fā)現(xiàn)了人類牙釉質(zhì)中的隱藏結(jié)構(gòu)，即釉質(zhì)晶體中并非所有的羥基磷灰石是沿著同一取向排列的，每個微晶中取向會不斷改變。2022年，北京大學(xué)口腔醫(yī)院研究團隊聯(lián)合北京航空航天大學(xué)通過雙向冷凍對齊組裝形成了羥基磷灰石納米線與聚乙烯醇交織的無定形晶間相涂層，設(shè)計出一種具有多尺度高度有序HA層次結(jié)構(gòu)的人造牙釉質(zhì)，實現(xiàn)了天然牙的成分、結(jié)構(gòu)及性能的完美復(fù)刻，目前正在積極向臨床轉(zhuǎn)化推進。以上方法解決了仿生牙釉質(zhì)材料厚度有限的問題，可以批量工程制造，這是工程材料實際應(yīng)用的先決條件。大多數(shù)非HAP成分合成方法在不影響高韌性的情況下實現(xiàn)了更高的硬度、剛度、楊氏模量和強度，因此具有與天然牙釉質(zhì)相似的性能，明顯超過傳統(tǒng)材料的性能。此外，經(jīng)濟成本因素被認為與力學(xué)性能一樣重要，因此采用成分豐富且廉價的方法更受青睞。未來的研究發(fā)展可能集中在合成具有超過天然牙釉質(zhì)特性的仿生牙釉質(zhì)材料。仿生牙釉質(zhì)材料的最終目標是實現(xiàn)結(jié)構(gòu)復(fù)雜性、多功能性、可持續(xù)性和自我修復(fù)能力。盡管牙釉質(zhì)的礦化和相關(guān)的機械過程仍不清楚，目前提出的理論仍存在爭議，但對天然牙釉質(zhì)的探索和模仿將在仿生牙釉質(zhì)材料領(lǐng)域不斷產(chǎn)生新的進展。1.氧化鋯陶瓷種植體鈦金屬種植體在臨床上已成功應(yīng)用40余年，但也逐漸暴露出一些問題，使人們尋求一種新的材料以替代鈦金屬，主要基于以下3個原因。①鈦金屬的美學(xué)問題：牙齦黏膜厚度較薄的患者易透出金屬種植體的顏色，從而使牙齦呈現(xiàn)灰色；種植后中國醫(yī)療器械科技創(chuàng)新發(fā)展報告——生物醫(yī)用材料牙齦退縮導(dǎo)致的金屬外露，從而影響美觀；②患者更傾向于無金屬修復(fù)：有學(xué)者在鈦金屬種植體鄰近淋巴結(jié)和組織發(fā)現(xiàn)鈦顆粒的聚集，也有學(xué)者報告部分患者對鈦金屬過敏，無法進行種植修復(fù)，這使患者更傾向于要求“無金屬修復(fù)”;③氧化鋯材料在臨床的廣泛應(yīng)用：氧化鋯陶瓷材料的強度高達1200Mpa,斷裂韌性10Mpa,已在口腔冠橋修復(fù)和股骨頭替換中廣泛應(yīng)用。因此，兼具良好美觀性和生物相容性的氧化鋯陶瓷種植體成為研究熱點。2004年，德國Konstanz公司上市了Z-systems氧化鋯種植體系統(tǒng)；2006年，德國Senden公司上市了Bredent(WhiteSkySystem)氧化鋯種植體系統(tǒng)，隨后德國、西班牙和日本的公司都推出了自己的氧化鋯種植體系統(tǒng)，直到2015年士卓曼公司和諾貝爾公司均推出了氧化鋯全瓷種植體，Pure行性，引起了研究者和患者的極大關(guān)注(表4-6)。名稱品牌國家德國噴砂激光處理(SLM))西班牙涂層德國噴砂、酸蝕噴砂、酸蝕氧化鋯