先進(jìn)陶瓷材料系列研究之二：義齒用陶瓷材料行業(yè)

1、目錄 HYPERLINK l _TOC_250011 義齒修復(fù)材料：全瓷牙性能優(yōu)異 3 HYPERLINK l _TOC_250010 烤瓷 v.s.全瓷 3 HYPERLINK l _TOC_250009 全瓷牙用各類陶瓷材料比較 4 HYPERLINK l _TOC_250008 國內(nèi)全瓷牙市場規(guī)模超過 20 億元，未來潛在市場空間可達(dá) 200 億元 5 HYPERLINK l _TOC_250007 氧化鋯是全瓷牙陶瓷材料的重要品種 6 HYPERLINK l _TOC_250006 氧化鋯陶瓷性能優(yōu)異 6 HYPERLINK l _TOC_250005 不同氧化鋯陶瓷的性能與加工工藝有

2、所差異 7 HYPERLINK l _TOC_250004 粉體合成是關(guān)鍵環(huán)節(jié) 8 HYPERLINK l _TOC_250003 市場競爭格局：海外巨頭為主，國產(chǎn)品牌已有突破 8 HYPERLINK l _TOC_250002 投資建議 10 HYPERLINK l _TOC_250001 風(fēng)險提示 10 HYPERLINK l _TOC_250000 相關(guān)報告匯總 11插圖目錄圖 1： 義齒牙冠材料分類 3圖 2： 缺牙修復(fù)方式比較 4圖 3： 義齒用全瓷材料對比 4圖 4： 中國種植牙數(shù)量 5圖 5： 中國種植牙潛在市場空間超過 2000 萬顆 5圖 6： 氧化鋯陶瓷產(chǎn)業(yè)鏈 6圖 7：

3、氧化鋯晶體結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化圖 7圖 8： 氧化鋯陶瓷粉體制備工藝 8圖 9： 全球氧化鋯全瓷牙冠材料主要生產(chǎn)企業(yè) 9DONGXING SECURITIES東興證券深度報告P3基礎(chǔ)化工行業(yè)：義齒用陶瓷材料行業(yè)： 全瓷牙市場空間廣闊，氧化鋯材料發(fā)展迅猛義齒修復(fù)材料：全瓷牙性能優(yōu)異烤瓷 v.s.全瓷義齒，就是人們常說的“假牙”。常見的義齒主要有 3 種，分別是活動義齒、固定義齒和種植牙。臨床使用最為廣泛的義齒牙冠修復(fù)材料主要分為兩種烤瓷與全瓷。烤瓷牙：內(nèi)冠為金屬，外面覆蓋美觀性較高的陶瓷材料。按照內(nèi)冠金屬的材料差異，烤瓷牙可分為合金烤瓷牙（包括鎳合金烤瓷、鈷鉻合金烤瓷、鈦合金烤瓷等）、貴金屬烤瓷合金等。烤瓷

4、牙價格相對較低。鎳鉻合金烤瓷牙：由于鎳金屬活性較高，存在金屬的游離釋放，容易產(chǎn)生牙齦的游離黑線和輕微的毒性反應(yīng)。鈷鉻合金烤瓷牙：鈷金屬的穩(wěn)定性較鎳金屬強，對人體的不良刺激小一些，且鈷鉻金屬較硬、耐磨耗、與瓷粉的結(jié)合力相對較好。但是不可以完全防止不良刺激和牙齦黑線。鈦合金烤瓷牙：防腐蝕，生物相容性較好，不易氧化，色澤自然。貴金屬烤瓷牙：無毒無刺激，極少引起過敏，生物相容性好；美觀性較好，沒有牙齦黑線問題。全瓷牙：即全部由陶瓷組成，沒有內(nèi)冠金屬，在通透性、折光率、透明度上遠(yuǎn)超烤瓷牙，較烤瓷牙更為美觀、更加接近自然牙，價格較高。由于全瓷牙兼具美觀性和生物相容性，預(yù)計未來臨床普及率將不斷提升。圖1：義

5、齒牙冠材料分類義齒種類價格效果 氧化鋰基全瓷白榴石全瓷兼具美觀和生物相容性3000元以上/顆金沉積烤瓷義齒生物相容性好16003000元/顆鈀金烤瓷6001500元/顆鈦合金烤瓷牙6001500元/顆鈷鉻合金烤瓷牙牙齦邊緣容易發(fā)黑400600元/顆鎳鉻合金烤瓷牙烤瓷牙鑄瓷牙氧化鋁全瓷牙全瓷牙氧化鋯全瓷牙貴金屬烤瓷牙合金烤瓷牙 資料來源： 中國產(chǎn)業(yè)信息網(wǎng)，東興證券研究所P4東興證券深度報告基礎(chǔ)化工行業(yè)：義齒用陶瓷材料行業(yè)： 全瓷牙市場空間廣闊，氧化鋯材料發(fā)展迅猛DONGXING SECURITIES圖2：缺牙修復(fù)方式比較齒科修復(fù)類型種植牙活動義齒固定義齒優(yōu)點穩(wěn)固、咀嚼功能良好，無異物感，對其他牙

6、齒無損傷價格便宜、對其他牙齒損壞小咀嚼功能好，較為美觀缺點對醫(yī)生操作水平、種植技術(shù)、設(shè)備要求高咀嚼功能弱、異物感強，影響美觀對旁牙磨損大，全口缺失不適用修復(fù)過程在骨組織植入牙根，固定牙冠修復(fù)以旁牙為支撐，卡環(huán)固定義齒對旁牙進(jìn)行磨除，固定義齒使用年限（年）1020年36年810年費用（元/顆）7000200002005008004000日均費用(元/天)0.962.740.090.230.221.10資料來源： 有來醫(yī)生，東興證券研究所全瓷牙用各類陶瓷材料比較目前臨床應(yīng)用較多的義齒全瓷材料包括氧化鋯基全瓷、氧化鋁基全瓷、白榴石全瓷、氧化鋰基全瓷。氧化鋯基全瓷：硬度極高，不能通過常規(guī)的鑄造、燒結(jié)等

7、方式加工，必須通過計算機輔助設(shè)計與切削系統(tǒng)（即 CAD/CAM 系列）來加工制作。是目前最常用的義齒全瓷修復(fù)體。氧化鋁基全瓷：制作工藝包括 Vita In-ceram 全瓷系統(tǒng)、Wolceram 瓷沉積全瓷系統(tǒng)和 Procera 全瓷系統(tǒng)三大類，其所用材料均為氧化鋁基全瓷，但制作方法各有不同。氧化鋁基全瓷既有金屬烤瓷橋的強度又有 Empress 的美學(xué)效果。氧化鋰基全瓷：強度高、但半透明度較低，因此臨床上僅用于制作全瓷內(nèi)冠，外面再烤上貼面瓷，這樣既能保證瓷冠的強度，又能達(dá)到很好的半透明美學(xué)效果。白榴石全瓷：半透明效果好，但強度有限，目前臨床上大多用該類材料制作牙齒貼面或嵌體。圖3：義齒用全瓷材

8、料對比義齒用全瓷材料全瓷系統(tǒng)制作工藝透光度排序硬度排序價格排序氧化鋯基全瓷計算機輔助切削411氧化鋁基全瓷滲透陶瓷工藝、計算機輔助切削322氧化鋰基全瓷熱壓鑄造工藝(Empress)233白榴石全瓷熱壓鑄造工藝(Empress)144資料來源： 中國產(chǎn)業(yè)信息網(wǎng)，東興證券研究所DONGXING SECURITIES東興證券深度報告P5基礎(chǔ)化工行業(yè)：義齒用陶瓷材料行業(yè)： 全瓷牙市場空間廣闊，氧化鋯材料發(fā)展迅猛國內(nèi)全瓷牙市場規(guī)模超過 20 億元，未來潛在市場空間可達(dá) 200 億元目前國內(nèi)全瓷牙市場空間預(yù)計超過 20 億元。僅以種植牙市場為例，2018 年我國種植牙數(shù)量約為 240 萬顆，假設(shè)全瓷牙滲

9、透率 30%、全瓷牙平均價格 3000 元/顆，我們估算全國種植牙用的全瓷牙市場規(guī)模超過 20 億元。國內(nèi)全瓷牙未來潛在市場空間可達(dá) 200 億元。全國種植牙市場規(guī)模有較大的提升空間，根據(jù)東興證券醫(yī)藥團隊的測算，僅 3544 歲、5564 歲、6574 歲的人群，預(yù)計全國潛在缺牙數(shù)量合計達(dá) 22.88 億顆，根據(jù)各年齡段人群牙齒治療比例估算出的潛在修復(fù)牙齒數(shù)量達(dá) 6.96 億顆，根據(jù)各年齡段人群種植牙滲透率估算的出的潛在種植牙數(shù)量達(dá) 2155 萬顆。同時，隨著國人對牙齒美觀性追求的提升，預(yù)計全瓷牙滲透率仍將進(jìn)一步提升。假設(shè)全瓷牙滲透率提升至 70%、種植牙數(shù)量提升至 1000 萬顆、全瓷牙平均

10、價格 3000 元/顆，我們估算全國種植牙用的全瓷牙潛在市場空間約 210 億元。圖4：中國種植牙數(shù)量300250 240120%100%20080%15060%10040%5020%00%20112012201320142015201620172018中國種植牙數(shù)量（萬顆）YoY（右軸）資料來源： 智研咨詢，東興證券研究所圖5：中國種植牙潛在市場空間超過 2000 萬顆P6東興證券深度報告基礎(chǔ)化工行業(yè)：義齒用陶瓷材料行業(yè)： 全瓷牙市場空間廣闊，氧化鋯材料發(fā)展迅猛DONGXING SECURITIES3544歲5564歲6574歲合計2017年各年齡段人口數(shù)量（億人）2.071.551.024

11、.742017年各年齡段人口分布比例14.87%11.16%7.35%33.38%人均缺牙數(shù)量（顆/人，統(tǒng)計量）2.125.959.06潛在總計缺牙數(shù)量（億顆） 4.399.249.2622.88牙齒治療比例（統(tǒng)計）11.60%27.10%（估計量）42.60%修復(fù)牙齒數(shù)量（億顆） 0.512.53.946.96種植牙滲透率（估計）10.00%5.00%1.00%種植牙數(shù)量（萬顆） 50912523942155資料來源： 東興證券研究報告醫(yī)藥行業(yè)：未來十年，十倍成長， 預(yù)計種植牙行業(yè)年均復(fù)合增速達(dá) 25%（ 2019 年 11 月 15 日）， 東興證券研究所氧化鋯是全瓷牙陶瓷材料的重要品種氧

12、化鋯陶瓷性能優(yōu)異氧化鋯陶瓷由于其優(yōu)異的性能，近年來成為口腔材料屆研究關(guān)注的熱點。氧化鋯陶瓷是一種新型精細(xì)陶瓷，具有良好的機械性能（斷裂韌性、強度、硬度等）、生物相容性、穩(wěn)定性、美觀性、熱導(dǎo)性和成形性，能很好解決常規(guī)全瓷冠材料強度和韌性不足的問題。目前已獲得臨床應(yīng)用的氧化鋯全瓷冠修復(fù)體的韌性與鐵及硬質(zhì)合金相當(dāng)，而斷裂韌性和撓曲強度約是氧化鋁陶瓷的 2 倍。氧化鋯陶瓷優(yōu)異的機械性能顯著彌補了傳統(tǒng)陶瓷材料在口腔臨床應(yīng)用中出現(xiàn)的韌性低、耐沖擊性差及脆性大等問題，為其在口腔修復(fù)領(lǐng)域中的應(yīng)用及推廣創(chuàng)造了前提。此外，由于口腔內(nèi)部具有復(fù)雜的生物環(huán)境，作為口腔修復(fù)材料必須具有優(yōu)良的化學(xué)穩(wěn)定性。氧化鋯作為一種優(yōu)良

13、的生物惰性陶瓷，作為口腔修復(fù)體或者植入體均表現(xiàn)出優(yōu)異的化學(xué)穩(wěn)定性能，完全滿足作為口腔修復(fù)材料的標(biāo)準(zhǔn)。圖6：氧化鋯陶瓷產(chǎn)業(yè)鏈DONGXING SECURITIES東興證券深度報告P7基礎(chǔ)化工行業(yè)：義齒用陶瓷材料行業(yè)： 全瓷牙市場空間廣闊，氧化鋯材料發(fā)展迅猛資料來源： 中國產(chǎn)業(yè)信息網(wǎng)，東興證券研究所氧化鋯具有 3 種同素異形結(jié)構(gòu)，即單斜相（m-ZrO2）、四方相（t-ZrO2）、立方相（c-ZrO2）。三種晶體型存在于不同溫度范圍并可相互轉(zhuǎn)化。圖7：氧化鋯晶體結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化圖資料來源： CNKI， 東興證券研究所不同氧化鋯陶瓷的性能與加工工藝有所差異牙科常用的氧化鋯陶瓷包括：四方相氧化鋯陶瓷、氧化鋯增韌

14、陶瓷、部分穩(wěn)定氧化鋯陶瓷及納米氧化鋯與氧化鋁復(fù)合陶瓷。這四種氧化鋯陶瓷都含有穩(wěn)定的四方相，并通過馬氏體相變增韌，但微觀結(jié)構(gòu)各不相同，這也決定了各自不同的性能及與之適配的加工工藝。具體差異包括使用不同的穩(wěn)定劑去促進(jìn)氧化鋯生成穩(wěn)定的P8東興證券深度報告基礎(chǔ)化工行業(yè)：義齒用陶瓷材料行業(yè)： 全瓷牙市場空間廣闊，氧化鋯材料發(fā)展迅猛DONGXING SECURITIES四方相，以及不同的強化機制（納米氧化鋁增韌氧化鋯、四方氧化鋯增韌氧化鋁、四方氧化鋯彌散分布于立方氧化鋯）、不同的微觀結(jié)構(gòu)（晶型、晶粒尺寸）。氧化鋯增韌陶瓷在結(jié)構(gòu)陶瓷研究中取得了重大的進(jìn)展，經(jīng)過增韌的陶瓷品種也很多，目前已知的可使氧化鋯穩(wěn)定的

15、添加物有：氧化鎂、氧化鈣、氧化鑭、氧化釔、氧化鈰等單一的氧化物或它們的復(fù)合氧化物。粉體合成是關(guān)鍵環(huán)節(jié)目前對于氧化鋯基陶瓷制備的研究主要集中在 3 個方向：ZrO2-AlO3(ZTA)增韌陶瓷體系，即將氧化鋯微粒分散到其他母體陶瓷相（如氧化鋁）體系；Y2O3-ZrO2(Y-TZP)體系，即將第二相（如氧化釔）分散到氧化鋯母體相體系；Mg-ZrO2(Mg-PSZ)體系，即以 Mg 為穩(wěn)定劑的部分穩(wěn)定氧化鋯多晶陶瓷體系。這些研究為氧化鋯基全瓷冠修復(fù)體在臨床上的應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。制備高性能的氧化鋯基陶瓷的關(guān)鍵因素之一，是在制備工藝中將陶瓷制備與晶體生長控制技術(shù)（如納米技術(shù)）相結(jié)合。氧化鋯陶瓷的研制包括粉

16、體合成、素胚成型、陶瓷燒結(jié)等環(huán)節(jié)。其中，粉體合成方法主要有 3 類：氣相法、固相法和液相法。考慮到粉體制備的成本和實驗操作的難易程度，液相法是當(dāng)前制備氧化鋯陶瓷前驅(qū)粉體最為廣泛和實用的方法。液相法包括沉淀法、溶膠-凝膠法、水熱法、微乳液法等，其中沉淀法和微乳液法需要精準(zhǔn)控制反應(yīng)條件，增加了實驗難度，溶膠-凝膠方法和水熱法是目前制備氧化鋯粉體最為常用的方法。圖8：氧化鋯陶瓷粉體制備工藝資料來源： CNKI， 東興證券研究所市場競爭格局：海外巨頭為主，國產(chǎn)品牌已有突破DONGXING SECURITIES東興證券深度報告P9基礎(chǔ)化工行業(yè)：義齒用陶瓷材料行業(yè)： 全瓷牙市場空間廣闊，氧化鋯材料發(fā)展迅猛

17、迄今為止，在成品氧化鋯基全瓷冠修復(fù)體的制備上，美國的 3M 公司、列支敦士登的義獲嘉公司、德國的維他公司和澤康公司等相繼開發(fā)出 In-Ceram、CAD/CAM 等技術(shù)，得到的氧化鋯冠體（粒徑 200500nm）滿足臨床應(yīng)用指標(biāo)（抗折強度大于 900MPa、抗斷裂韌性大于 5MPam1/2）并已在臨床中應(yīng)用。2009 年，愛爾創(chuàng)生產(chǎn)的氧化鋯在國內(nèi)率先獲批國家食品藥品監(jiān)督局醫(yī)療器械注冊證，邁出了國產(chǎn)氧化鋯產(chǎn)品在口腔臨床應(yīng)用的第 1 步。經(jīng)過 10 年的發(fā)展，愛爾創(chuàng)的氧化鋯陶瓷逐漸得到了口腔行業(yè)的認(rèn)可，在國內(nèi)市場尤其是民營口腔市場的占有率逐年提升。隨著全瓷修復(fù)體的臨床普及，國產(chǎn)氧化鋯面臨著重大的機

18、遇與挑戰(zhàn)，品牌效應(yīng)的提升及相關(guān)技能培訓(xùn)服務(wù)是進(jìn)一步擴大市場占有率的關(guān)鍵因素。圖9：全球氧化鋯全瓷牙冠材料主要生產(chǎn)企業(yè)總部所在地區(qū)氧化鋯全瓷牙材料的知名生產(chǎn)企業(yè)美國3M公司（全瓷牙品牌：lava）歐洲義獲嘉德國維他(VITA)德國澤康(Cercon)登士柏西諾德(Dentsply Sirona)德國阿曼吉爾巴赫中國愛爾創(chuàng)（全瓷牙品牌：“瓷倍健”、“瓷優(yōu)健”）中航翔通資料來源： 各公司網(wǎng)站， 東興證券研究所海外知名公司：美國 3M 公司（3M ESPE）：旗下的拉瓦（lava）是全球氧化鋯全瓷牙的頂尖品牌。為了滿足市場對于牙齒美觀性的追求，公司不僅將牙做白、做整齊，更讓牙齒白的不死板、天然有通透感

19、，其高仿真度是連 2000 萬像素寫真相機都“檢測”不出來的真牙。義獲嘉公司（Ivoclar Vivadent）：公司成立于 1923 年，致力于生產(chǎn)陶瓷義齒，之后逐漸發(fā)展成為國際性的牙科公司。如今，公司在 29 個國家設(shè)有自己的分公司與營銷聯(lián)絡(luò)點；逾 3597 名員工遍布全球；公司產(chǎn)品銷往世界 130 多個國家。公司核心產(chǎn)品主要分為三大類：直接修復(fù)、固定修復(fù)和活動修復(fù)。在這 3 大領(lǐng)域中，公司完整的系統(tǒng)性產(chǎn)品充分滿足了牙科醫(yī)師和技師在治療及加工過程中的需求，使修復(fù)體最終達(dá)到理想的美學(xué)效果。2012 年，公司收購德國威蘭德（Wieland），從此完善了 CAD/CAM 領(lǐng)域的材料和設(shè)備。德國維

20、他公司（VITA Zahnfabrik）：公司于 1970s 發(fā)明了 In-Ceram 技術(shù)，使全瓷冠的強度得到了提高。目前公司全瓷牙產(chǎn)品的得到了世界范圍內(nèi)的廣泛認(rèn)可。此外，公司牙科比色產(chǎn)品眾多，牙科比色板系列產(chǎn)品獲得廣泛應(yīng)用。德國澤康公司（Cercon）：是第一個把 CAD/CAM 概念引入氧化鋯全瓷牙設(shè)計和加工的品牌，屬于國際高端全瓷牙品牌。登士柏西諾德（Dentsply Sirona）：登士柏 DENTSPLY International 源于 1899 年在紐約市成立的牙醫(yī)用品公司；西諾德 Sirona Dental Systems 源于 1877 年在德國埃爾蘭根成立的一家公司，后隸

21、屬于西門子牙科，1997 年獨立于西門子。登士柏和西諾德于 2016 年合并，成為全球?qū)I(yè)的牙科解決方案P10東興證券深度報告基礎(chǔ)化工行業(yè)：義齒用陶瓷材料行業(yè)： 全瓷牙市場空間廣闊，氧化鋯材料發(fā)展迅猛DONGXING SECURITIES公司，公司產(chǎn)品包括 CAD/CAM 椅旁全瓷修復(fù)、根管治療、牙科綜合治療臺、技工修復(fù)、治療器械、修復(fù)、影像診斷、正畸、預(yù)防和種植。公司擁有約 1.6 萬名員工，業(yè)務(wù)遍及全球 40 多個國家，產(chǎn)品銷往120 多個國家。德國阿曼吉爾巴赫：德國吉爾巴赫齒科公司（成立于 1936 年）與奧地利阿曼齒科公司（成立于 1972年）于 2004 年正式合作，成立了阿曼吉爾巴

22、赫公司。公司產(chǎn)品包括全解剖形態(tài)牙冠和牙橋、回切前后牙冠和橋、套筒冠、個性化基臺以及種植上部修復(fù)單顆或單位長橋等。中國知名公司：愛爾創(chuàng)：成立于 2003 年，專業(yè)從事精密結(jié)構(gòu)陶瓷、數(shù)字口腔技術(shù)、口腔設(shè)備、口腔材料的研發(fā)、生產(chǎn)、銷售與服務(wù)，逐步累積形成了以深圳總公司為全國及全球銷售機構(gòu)、遼寧為研發(fā)與制造基地、口腔數(shù)字化基地的產(chǎn)業(yè)布局。2008 年進(jìn)軍牙科領(lǐng)域，榮獲多項國內(nèi)外資質(zhì)；2010 年愛爾創(chuàng)科技園建成；自主研發(fā) CAD/CAM 加工機，是國內(nèi)擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的氧化鋯瓷塊供應(yīng)商；2011 年成立國內(nèi)數(shù)字口腔體驗中心，同年推出 16 色彩色瓷塊，愛爾創(chuàng)魅影瓷塊專利正式申請；2012 年在國內(nèi)推出義齒品牌“瓷倍健”全瓷牙；2013 年參與起