不同溶剂对老化 CAD/CAM 临时修复材料可修复性的影响:体外研究成果解析

【字体: 时间:2025年03月12日 来源:BMC Oral Health

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  研究人员为探究溶剂及处理方式对老化 CAD/CAM 临时修复材料剪切粘结强度影响,发现特定溶剂和处理可增强粘结,意义重大。

  在口腔修复领域,临时修复体就像是牙齿的 “临时守护者”,在最终修复体完成之前,承担着保护牙周组织、牙髓,稳定咬合等重要任务。随着计算机辅助设计和计算机辅助制造(CAD/CAM)技术的普及,其在修复牙科和口腔修复学中大放异彩,能制造出更精准、更贴合的临时修复体。不过,这些临时修复体在使用过程中也会 “受伤”,出现骨折、磨损等状况。尤其是在长期的口腔康复、放疗、牙周治疗以及种植支持修复等场景中,问题更为突出。
面对这些 “受伤” 的临时修复体,医生们常常陷入两难:是修复旧的,还是制作新的?虽然直接用树脂复合材料修复看起来方便又准确,但老化的 CAD/CAM 临时修复体到底能不能修好、修复效果如何,一直是个未解之谜。为了搞清楚这个问题,来自多个泰国院校的研究人员联合开展了一项研究,成果发表在《BMC Oral Health》上。

研究人员为了开展研究,首先精心准备了 3D 打印树脂和铣削聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)两种材料,每种材料制作 160 个圆柱形样本。接着,他们让这些样本经历 5000 次热循环,模拟实际使用中的老化过程。随后,将样本随机分成五组,分别进行不同的表面处理:一组不做处理作为对照;一组用甲基乙基酮(MEK)处理;一组用四氢呋喃(THF)处理;一组用异丙醇(Alc)处理;还有一组采用空气颗粒研磨(APA)处理,使用 50-μm 氧化铝颗粒进行处理。

处理完表面后,研究人员开始测试样本与流动树脂复合材料的剪切粘结强度(SBS) 。他们用一台万能测试机,以 1mm/min 的速度推动带缺口的刀片,直到样本的粘结处失效,记录下此时的粘结强度数值。同时,还在显微镜下观察样本的失效模式,看看是粘结处断开( adhesive failure ),还是材料本身内部断开(cohesive failure ),亦或是两者都有(mixed failure ) 。另外,研究人员还借助扫描电子显微镜(SEM)观察样本表面的微观形态,用非接触式表面粗糙度分析仪测量表面粗糙度,用高性能吸附分析仪测定比表面积。

研究结果令人眼前一亮。在剪切粘结强度方面,对于 3D 打印树脂和铣削 PMMA,MEK、THF 和 APA 处理组的 SBS 明显高于 Alc 和对照组。比如 3D 打印树脂,MEK 组的 SBS 均值为 23.2(21.1–25.2)MPa ,THF 组是 27.2(26.0–28.5)MPa ,APA 组达到 27.9(26.1–29.8)MPa ;铣削 PMMA 的 MEK 组为 16.9(15.3–18.5)MPa ,THF 组是 18.4(16.8–20.0)MPa ,APA 组为 19.0(17.2–20.7)MPa 。而且,除了对照组中铣削 PMMA 表现更好外,其他表面处理组中 3D 打印树脂的 SBS 都高于铣削 PMMA。

失效模式分析发现,对照组和 Alc 组中,3D 打印树脂和铣削 PMMA 都出现了完全的粘结失效;APA 组有 50% 的内聚失效;3D 打印树脂的 THF 和 MEK 组混合失效比例达到 30%,而铣削 PMMA 的这两组混合失效只有 10%。

SEM 分析显示,所有表面处理都改变了材料的表面形貌。THF 和 MEK 处理组的表面比 Alc 组更粗糙。在表面粗糙度方面,3D 打印树脂和铣削 PMMA 都是 APA 组最高。比表面积分析则表明,3D 打印树脂中 THF 组最高,铣削 PMMA 中也是 THF 组最高。

综合来看,研究人员得出结论,与 Alc 处理和对照组相比,使用 THF、MEK 进行表面改性以及 APA 技术,能够显著提高老化的铣削 PMMA 和 3D 打印树脂临时修复材料与流动树脂复合材料的剪切粘结强度,增强修复效果。这一研究成果为临床口腔修复提供了重要的理论依据和实践指导,让医生在修复老化的 CAD/CAM 临时修复体时有了更科学的方法和选择。不过,该研究也存在一定局限性,只关注了老化 CAD/CAM 临时修复材料的即时剪切粘结强度,未来还需要进一步研究修复后样本在长期使用过程中的粘结强度变化,以及采用更多的老化方法进行研究。

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