El reportero se enteró por el Instituto de Investigación de Metales de la Academia China de Ciencias que el investigador Liu Zengqian y el investigador Zhang Zhefeng del laboratorio de fatiga y fractura de materiales del Instituto cooperaron con personal relevante de la Universidad de California, Berkeley y la Universidad de Jilin de los Estados Unidos para adoptar una composición compuesta y un diseño biomimético de la estructura tisular, combinando la cerámica de zirconio utilizada en la aplicación clínica con resina biocompatible, e imitando las conchas naturales. Basándose en la microestructura de la capa de nácar, se diseña y desarrolla un nuevo tipo de material de prótesis dental compuesto de resina de zirconio con una perfecta correspondencia de dureza, resistencia y módulo con los dientes normales humanos, que se espera que reemplace a la prótesis dental totalmente cerámica de zirconio ampliamente utilizada en la actualidad.

La microestructura del nuevo material para prótesis es similar a la de la concha natural. El zirconio está dispuesto en paralelo en forma de laminillas o apilado apretadamente en forma de "pared de ladrillo", y el espacio entre ellas está relleno de resina. El nuevo material para prótesis conserva la excelente biocompatibilidad, resistencia a la corrosión y efecto estético de la cerámica de zirconio, y tiene una cierta capacidad de deformación plástica y características únicas de consumo de energía dinámica, es decir, la prótesis puede consumir la energía ejercida por una fuerza externa a través de la deformación viscoelástica cuando está sometida a tensión, para proteger el lecho dental y el rechinamiento de los dientes.

La dureza y el módulo de la prótesis dental tradicional de cerámica de zirconio son mucho más altos que los de los dientes humanos. Cuando las personas instalan este tipo de prótesis, se acelera significativamente el desgaste de los dientes normales en contacto con el maxilar y ambos lados. En el experimento del nuevo material para prótesis y el rechinamiento de los dientes, el coeficiente de fricción del material es más bajo que el de la cerámica de zirconio, lo que puede reducir significativamente el desgaste de la prótesis en los dientes normales humanos. En particular, la tenacidad a la fractura del nuevo material para prótesis es más alta que la de todos los materiales para prótesis reportados hasta la fecha. La estructura biónica del nuevo material para prótesis puede bloquear eficazmente el crecimiento de grietas promoviendo la desviación de las mismas e impidiendo su apertura.

Además, los nuevos materiales para prótesis son más fáciles de mecanizar que los dientes totalmente cerámicos de zirconio, especialmente el método de diseño y fabricación asistidos por computadora (CAD/CAM) se puede utilizar en el hospital para hacer prótesis in situ para los pacientes, lo que cambia el hecho de que las prótesis totalmente cerámicas de zirconio existentes solo pueden procesarse y producirse mediante "personalización privada", logrando así un suministro masivo y reduciendo significativamente los costos de preparación y procesamiento de las prótesis, además de acortar el tiempo de espera de los pacientes.

Liu Zengqian señaló que se espera que el nuevo material biónico compuesto para prótesis reemplace a la prótesis totalmente cerámica de zirconio ampliamente utilizada, lo que puede mejorar significativamente el efecto de uso y prolongar la vida útil de la prótesis, y tiene considerables perspectivas de aplicación y potencial de mercado.

Actualmente, el equipo de investigación está llevando a cabo más investigaciones sobre el rendimiento a la fatiga, la coloración y la biocompatibilidad de los nuevos materiales para prótesis en condiciones de oclusión cíclica simulada, y cooperando con el hospital para explorar la aplicación clínica.