כתבים למדו מהמכון לחקר מתכות של האקדמיה הסינית למדעים כי החוקרים ליו זנגצ'יאן וז'אנג ז'פנג ממעבדת עייפות ושבירת חומרים, בשיתוף עמיתים מאוניברסיטת קליפורניה, ברקלי ואוניברסיטת ג'ילין, פיתחו חומר חדשני לשיקום שיניים. באמצעות שילוב של חומרים מרוכבים ועיצוב ביומימטי של רקמות, שילבו בין קרמיקת זירקוניה מוכחת קלינית לשרף ביוקומפטיבלי, תוך חיקוי המיקרוסטרוקטורה של שכבת הפנינה. כך נוצר חומר מרוכב חדשני מזירקוניה-שרף, שקשיותו, חוזקו ומודול האלסטיות שלו תואמים באופן מושלם לשיניים טבעיות, ובעל פוטנציאל להחליף את קרמיקת הזירקוניה המלאה הנפוצה כיום.

המיקרוסטרוקטורה של החומר החדש דומה לקונכיות טבעיות: הזירקוניה מסודרת בצורה שכבתית מקבילה או במבנה "קיר לבנים", כשהמרווחים ביניהם מלאים בשרף. החומר שומר על הביוקומפטיביליות המעולה, העמידות לקורוזיה והאסתטיקה של קרמיקת הזירקוניה, ומשלב אותם עם יכולת עיבוד פלסטית וספיגת אנרגיה דינמית ייחודית. תחת עומס, השחזור הדנטלי יכול לספוג כוחות מופעלים באמצעות עיוות צמיג-אלסטי, ובכך להגן על מיטת השן והשיניים הנגדיות.

קרמיקת זירקוניה מלאה מסורתית מציגה קשיות ומודול אלסטיות גבוהים משמעותית משיניים טבעיות. בשימוש, היא מאיצה את שחיקת השיניים הנגדיות והסמוכות. מבדקים מראים שלחומר החדש מקדם חיכוך נמוך יותר מקרמיקת זירקוניה, ובכך מפחית משמעותית את שחיקת השיניים. ראוי לציון מיוחד הוא חוזק השבר הגבוה יותר בהשוואה לכל חומרי שיקום השיניים המוכרים כיום. המבנה הביומימטי מעכב ביעילות את התפשטות הסדקים באמצעות הטיית סדקים ומניעת פתיחתם.

בנוסף, החומר החדש קל יותר לעיבוד מקרמיקת זירקוניה מלאה. במיוחד, טכנולוגיית CAD/CAM מאפשרת ייצור שחזורים דנטליים ישירות במרפאת השיניים. זה מהווה מהפכה ביחס לפרקטיקה הקיימת של ייצור בהתאמה אישית, ומאפשר ייצור המוני תוך הפחתת עלויות וקיצור זמני ההמתנה למטופלים.

לדברי ליו זנגצ'יאן, החומר המרוכב הביומימטי החדש עשוי להחליף את קרמיקת הזירקוניה המלאה הנפוצה, תוך שיפור משמעותי ביעילות השימוש ובעמידות, מה שמציע פוטנציאל יישום וסיכויי שוק ניכרים.

כיום, צוות המחקר ממשיך לבחון את תכונות העייפות, יציבות הצבע והביוקומפטיביליות של החומר תחת עומס לעיסה מדומה, ועובד עם מרפאות על יישום קליני.