热循环下不同 CAD/CAM 修复材料与树脂水门汀的 “粘” 之奥秘:关乎牙科修复成败的关键探索

【字体: 时间:2025年02月25日 来源:BMC Oral Health 2.6

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  为解决 CAD/CAM 修复材料与树脂水门汀粘结难题,作者[第一作者单位] 研究人员开展不同修复材料与两种树脂水门汀粘结强度研究。结果显示热循环影响粘结,不同材料和水门汀适配有差异。该研究为临床选材料提供依据,值得科研读者一读。

  
在牙科治疗的世界里,随着计算机辅助设计和计算机辅助制造(CAD/CAM)技术的进步,间接牙科修复变得越来越容易。各种各样的牙科修复材料如雨后春笋般涌现,每种材料都有独特的物理特性。像 Vita Enamic 这种树脂 - 陶瓷聚合物基材料,由填充聚合物材料(也叫聚合物渗透陶瓷网络)和烧结陶瓷网络相互交织组成;Cerasmart 则属于树脂纳米陶瓷材料,在强交联树脂基质中含有纳米混合填料,由聚合物基质增强。锂硅酸盐陶瓷也因其约 350MPa 的断裂强度、70% 的锂硅酸盐晶体结构,以及出色的耐久性和美观性,成为全瓷修复和核心材料的热门选择 。

然而,在这些材料的应用过程中,一个关键问题出现了:如何让粘结剂与材料基底之间形成牢固的粘结呢?这可太重要了,就好比盖房子,砖块(修复材料)和水泥(粘结剂)得紧紧粘在一起,房子才能稳固。不同类型的材料需要不同的表面预处理技术来增强它们与树脂水泥的润湿性和粘结性。虽然树脂水泥凭借其良好的边缘适应性、更好的固位特性和增强的修复体抗断裂性被广泛使用,但找到能与 CAD/CAM 陶瓷材料完美适配的树脂水泥却不容易。

为了解决这个棘手的问题,科研人员开始了探索之旅。在这个过程中,自我粘结复合树脂水泥应运而生,它旨在简化临床应用,不需要对牙齿表面进行复杂处理,受到了不少关注。但关于它和传统树脂水泥到底谁更胜一筹,学界一直争论不休。有的研究说自我粘结复合树脂水泥更厉害,可也有研究觉得两者没啥明显差别。而且,修复材料、树脂水泥以及口腔内温度变化(用热循环模拟)都会影响粘结效果,可目前关于粘结树脂水泥对环境温度长期变化影响的研究少之又少。

在这样的背景下,作者[第一作者单位] 的研究人员决心一探究竟。他们在《BMC Oral Health》期刊上发表了名为《Shear bond strength of CAD/CAM restorative materials with different resin cements before and after thermal cycling》的论文,为这个领域带来了新的曙光。他们的研究结论很有价值:热循环会让两种树脂水泥与所有陶瓷的剪切粘结强度值降低;不同陶瓷材料与树脂水泥的粘结强度存在差异,长石质的 Cerec Blocks、锂硅酸盐的 IPS e.max CAD 和纳米陶瓷 Cerasmart 陶瓷材料的粘结强度值高于 Vita Enamic(聚合物渗透玻璃陶瓷);热循环后,粘结失效模式发生变化,内聚型断裂减少,粘附型和混合型断裂增加;自我粘结复合树脂水泥(G - CemONE)适合用于强化白榴石玻璃陶瓷和锂硅酸盐陶瓷,传统树脂基粘结水泥(GC - LinkFORCE)则更适合树脂纳米陶瓷材料和聚合物渗透玻璃陶瓷材料。这些结论对于临床医生选择合适的树脂水泥,提高修复体的长期成功率意义重大。

那研究人员是怎么开展这项研究的呢?他们从四种 CAD/CAM 修复材料(IPS e.max CAD、GC Cerasmart、Vita Enamic 和 Cerec Blocks)上切取了(14mm×18mm×2mm)的试样,每种材料各 12 个。然后,对陶瓷表面进行一系列处理,像用酒精清洗、砂纸打磨、酸蚀、涂硅烷等,再分别用传统树脂基粘结水泥(LF,GC - LinkFORCE)和自我粘结树脂水泥(CO,G - Cem One)进行粘结。之后,一部分试样直接进行剪切粘结强度测试,另一部分则先经过 10000 次 5 - 55°C 的热循环(模拟一年的临床使用情况)再测试。测试完后,用各种统计方法对数据进行分析,还在显微镜下观察粘结失效的模式 。

研究结果到底如何呢?让我们一起来看看。

不同材料与水泥的粘结强度在热循环前后的差异


通过 4 - 方差分析(ANOVA)发现,材料类型会因所用水泥类型和热循环的不同,展现出不同的粘结强度。热循环前,树脂水泥与陶瓷的粘结强度值没有统计学差异。Cerec Blocks 陶瓷与 CO(G - Cem ONE)水泥的粘结比与 LF(GC - LinkFORCE)水泥更强;Vita Enamic 陶瓷与 LF 水泥的剪切粘结强度值最低,IPS e.max CAD 陶瓷最高;Vita Enamic 陶瓷与 CO 水泥的粘结强度值最低,Cerec Blocks 陶瓷最高 。热循环后,两种树脂水泥与陶瓷的粘结强度值都显著下降。LF 水泥与 GC Cerasmart 的粘结最强,与 Vita Enamic 陶瓷的粘结最弱;CO 水泥与 Cerec Blocks 陶瓷的粘结最强,与 GC Cerasmart 的粘结最弱。除了 IPS e.max CAD 陶瓷,热循环后树脂水泥与其他陶瓷的粘结强度差异显著。

不同材料和水泥类型间粘结强度的统计差异


通过单向 ANOVA 事后 Tukey HSD 检验发现,热循环前后,Vita Enamic 与 LF 水泥的粘结差异显著,它和 LF 水泥的粘结力最弱;在 CO 水泥样本中,热循环前后 Vita Enamic - CO 水泥样本粘结差异显著,热循环后 GC - Cerasamart 和 Vita - Enamic 样本的粘结强度差异显著,且 CO 水泥在这组的粘结强度最低;在 CO/LF 水泥样本中,热循环前 Vita - Enamic - LF/CO 水泥样本粘结最低,Cerec - Block - CO 和 IPS - Emax - LF 样本粘结最高 。双向 ANOVA 分析也表明,热循环前后,材料与 LF、CO 水泥的粘结强度都有显著差异,热循环前 LF 和 CO 水泥与材料的粘结强度无显著差异,热循环后差异显著。

热循环前后的断裂模式变化


研究人员发现,热循环前后,内聚型断裂最常见,粘附型断裂最少。热循环后,粘附型和混合型断裂增多,内聚型断裂减少。热循环前,陶瓷材料类型对断裂类型没有影响,但热循环后影响显著;而水泥类型对热循环过程中的断裂类型没有明显影响。

研究人员在讨论部分深入分析了这些结果。热循环导致粘结强度下降,这和之前不少研究的结论一致。因为热循环会让材料内部应力积累,就像一个人一直扛着重物,时间久了身体就吃不消了,材料的粘结强度也会被削弱。LF 水泥与 Vita Enamic 和 GC Cerasmart 陶瓷材料结构相似,所以热循环后其粘结强度下降幅度比 CO 水泥小。

Vita Enamic 陶瓷材料与两种树脂水泥的粘结强度都较低,可能是因为它更容易受到酸溶液损伤,热循环后水分渗入树脂基质,硅烷偶联剂水解也会降低粘结力。而且,酸处理过程中,PICN 基(VITA Enamic)材料的树脂基质暴露,影响了硅烷和 SiO?的化学键 。

不同的研究观察到的断裂模式各有不同,但本研究中热循环使粘结强度降低时,内聚型断裂减少,混合型或粘附型断裂增加。IPS e.max CAD 受影响最大,Vita Enamic 和 GC Cerasmart 主要是粘附型断裂,IPS e.max CAD 和 Cerec Block 则以内聚型断裂为主。粘结强度和断裂模式密切相关,内聚型断裂多意味着粘结效果好、强度高 。

总的来说,这项研究意义非凡。它明确了热循环、陶瓷材料和树脂水泥类型对粘结强度的影响,为临床医生选择合适的树脂水泥提供了重要依据。不过,研究也有局限性,比如不能完全模拟口腔的自然环境,只用了两种树脂水泥和四种陶瓷材料。未来还需要更多研究,尤其是长期临床试验,来进一步评估材料的性能。但不管怎样,这次的研究成果已经为牙科修复领域点亮了一盏灯,照亮了后续研究的方向,相信在科研人员的不断努力下,牙科修复技术会越来越先进,患者也能享受到更优质的治疗。

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