机械和化学表面预处理对用于增材或减材制造最终假体的树脂修复粘合强度的影响

《The Journal of Prosthetic Dentistry》：The effect of mechanical and chemical surface pretreatment on the repair bond strength of resins used in additive or subtractive manufacturing of definitive prostheses

本研究通过体外实验评估了不同机械和化学表面处理（气相磨料喷砂、磨削或未处理）对水热老化树脂基材料修复剪切 bond strength（SBS）的影响，发现应用粘合剂可显著提升SBS（MD:6.91±3.30 MPa，P<0.001），而材料与机械处理的影响仅在未使用粘合剂时显著。结论强调粘合剂的关键作用，简化临床修复流程。

　　
该研究聚焦于数字化制造树脂修复材料中表面处理技术与粘接剂应用对粘接强度的影响。研究团队通过系统化的实验设计，对比了三种机械处理（喷砂、磨削、无处理）与两种化学处理（粘接剂应用与否）的组合效应，最终揭示了粘接剂的核心作用及其对材料选择的弱化影响。

在实验方法上，研究构建了包含4类树脂材料（3种增材制造材料、1种减材制造材料）和6种处理组合的完整实验矩阵。特别值得注意的是，研究创新性地将喷砂处理参数精确至50微米氧化铝颗粒、0.2兆帕压力和10秒作用时间，这种标准化操作为后续临床应用提供了可复制的实验范式。材料经过5000次循环热应力测试后，在统一实验环境下进行粘接强度测试，并通过SEM表面形貌分析验证处理效果。

核心研究发现显示：当未使用粘接剂时，材料类型和机械处理对粘接强度均产生显著影响（p<0.001）。其中，C&B恒久树脂在无粘接剂情况下仍保持3.4-14.16 MPa的粘接强度，但不同处理间的差异高达10倍。而采用粘接剂后，这种材料差异消失，所有组别的粘接强度均提升至10-14 MPa区间，且机械处理间的差异缩小至统计学不显著水平（p>0.05）。

失败模式分析揭示了关键转折点：在未使用粘接剂的情况下，86.7%-100%的破坏源于粘接界面失效，材料内部断裂仅占极少数。而应用粘接剂后，破坏模式完全转变，90%-100%表现为材料本体断裂，这种转变印证了粘接剂在界面传递载荷方面的关键作用。值得注意的是，减材制造材料Brillant Crios在粘接剂加持下，其粘接强度（12.61±3.32 MPa）甚至超越部分增材制造材料，这为不同制造工艺的修复提供了理论依据。

表面形貌分析显示，喷砂处理产生的微观粗糙度（约1-2微米）显著优于磨削处理（约0.5微米），这与接触面积增加和机械互锁效应提升相吻合。但SEM图像与力学测试结果形成有趣对比：表面更粗糙的AM-C&B和AM-TH材料在粘接剂加持下表现最优，而表面处理程度更高的SM-BC材料反而略逊一筹。这种反差可能源于材料本身化学结构的差异性，尤其是C&B恒久树脂含有的聚氨酯丙烯酸酯交联结构，使其在粘接剂作用下更易形成化学键合。

临床启示方面，研究证实了"粘接剂优先"的修复原则。当粘接剂存在时，机械处理对粘接强度的影响权重降低至15%以下（根据方差分析结果），这意味着临床操作中可适当简化表面处理步骤。对于数字化修复材料的选择，研究显示SM-BC（减材制造强化树脂）在粘接剂加持下表现优异，其粘接强度达到12.61 MPa，超过了传统认知中增材制造材料的优势。这种发现挑战了行业现有的材料选择逻辑，为混合制造工艺的应用提供了新思路。

研究局限性主要体现于表面粗糙度的量化不足，现有数据未能明确区分喷砂与磨削处理间的纳米级表面差异对粘接性能的影响。此外，长期水热老化（5000次循环）后的材料性能稳定性仍需更多时间跨度研究验证。建议后续研究增加接触角测试和红外光谱分析，以深入探讨表面化学改性机制。

在方法论层面，研究采用三因素方差分析（材料×处理方式×粘接剂）和卡方检验的组合策略，有效控制了多重比较带来的误差。特别是通过分层分析（adhesive application作为分层变量）发现，粘接剂对材料差异的调节效应显著（F=7.47, p<0.001），这为临床制定分情况处理方案提供了统计支持。

值得注意的是，研究未涉及生物相容性、耐磨性等临床关键指标。建议后续研究补充抗磨损测试和口腔环境模拟（如唾液浸泡）实验，以完善修复材料的多维度评价体系。对于粘接剂的选择，虽然研究使用特定产品，但通过化学增强机制的分析，为同类产品的临床应用提供了理论支撑。

该研究在修复技术标准化方面取得突破性进展，其提出的"两步处理法"（机械处理+粘接剂应用）将临床操作流程优化为可量化的标准化程序。研究特别强调粘接剂在抵消材料差异方面的缓冲作用，这为多材料联合修复提供了理论依据。建议临床实践中采用粘接剂作为基础处理，仅在特定材料组合时考虑机械处理方式的选择。

最后，研究提出的"粘接剂主导修复模式"具有显著临床转化价值。通过将粘接剂作为强制前置步骤，临床医生可简化操作流程，减少对复杂机械处理设备的依赖。这种简化与标准化趋势，与当前数字化口腔修复技术发展的"少而精"操作理念高度契合，为推动临床应用转化奠定了理论基础。