Implantate aus Zirkonoxid neigen zur Korrosion und begünstigen die Anlagerung von Bakterien. Zudem ist Zirkonoxid bioinert und fördert nicht die biologische Integration mit dem umliegenden Gewebe. Daher erscheint die Überlegung, biokeramische Beschichtungen aus Zirkonoxid (ZrO2) zur Oberflächenmodifikation zu verwenden, vorteilhaft.
Um die biologischen Reaktionen für ZrO2-Beschichtungen zu untersuchen, erfolgte eine elektronische Recherche in den Datenbanken Pubmed, Scopus und Web of Science. 25 Publikationen wurden in die Analyse einbezogen.
Die mit ZrO2 beschichteten Proben zeigten keine Zytotoxizität, eine hohe Zellviabilitätsrate und eine ausgezeichnete Biokompatibilität. Die Veränderung der Lösungszusammensetzung und der elektrischen Parameter während der Beschichtung führten zu signifikanten Veränderungen der In vitro-Reaktionen. So zeigte die ZrO2-Beschichtung nach UV-Bestrahlung eine höhere Biokompatibilität. Aufgrund der schwachen Apatit-Bildungsfähigkeit zeigte reines Zirkonoxid in simulierter Körperflüssigkeit (SBF) eine geringe Bioaktivität.
In den meisten Studien konnte gezeigt werden, dass die spezifische Morphologie und die chemische Zusammensetzung der ZrO2-Beschichtung die Apatit-Bildungsfähigkeit in SBF fördert. Eine Bioaktivierung des reinen Zirkonoxids konnte auch mittels UV-Bestrahlung, hydrothermaler und chemischer Behandlung, thermischer Verdampfung und kathodischer Polarisationsnachbehandlung erreicht werden.
In Hank’scher Lösung indes konnte weder bei reinem noch bei beschichtetem Zirkonoxid eine Apatit-Bildung beobachtet werden. Aufgrund der porösen Oberflächenstruktur konnte mit beschichteten Zirkonoxid-Implantaten nach zwölf Wochen eine höhere periimplantäre Knochenneubildungsrate und eine höhere Scherfestigkeit der Implantate erreicht werden. Die UV-Nachbehandlung führte ebenso zu einer Beschleunigung der Knochenneubildung und einen besseren Knochen-Implantatverbindung. ZrO2-Beschichtungen führten auch zu einer höheren antibakteriellen Wirkung als unbeschichtete Zirkonoxid-Implantate. Die antibakterielle Wirkung der ZrO2-Beschichtungen konnte durch die Beigabe von Zink, Silber oder mittels thermischer Verdampfung erhöht werden.