紫外光功能化技术重塑钛-玻璃离子水门汀界面：一种非侵入性物理化学表面改性新策略

针对传统机械粗化和化学预处理在钛-玻璃离子水门汀(RMGIC)粘接中的局限性，Keiji Komatsu团队创新性采用紫外光功能化(UV photofunctionalization)技术，通过1分钟短时处理显著降低钛表面碳含量(35%→20%)并实现超亲水化，使光滑钛表面屈服强度提升4倍、界面能量增加9倍，与喷砂协同作用时界面能量增幅达19倍。该研究为牙科修复体粘接提供了高效无创的物理化学改性方案，发表于《Dental Materials》。

　　

在牙科修复领域，钛与牙科水门汀的粘接强度直接决定修复体的使用寿命。传统机械喷砂虽能增加表面粗糙度，但会引发微裂纹影响材料强度；化学底涂剂虽能改善界面反应性，但效果有限且操作敏感。更棘手的是，钛表面普遍存在35-80%的碳氢化合物污染，导致其天然疏水性，严重阻碍了与牙科水门汀的紧密结合。

针对这一难题，UCLA牙科学院的Keiji Komatsu团队在《Dental Materials》发表突破性研究，首次将生物医学领域应用的紫外光功能化(UV photofunctionalization)技术引入牙科修复体粘接领域。研究人员采用172nm真空紫外光(VUV)对四级纯钛(CP-Ti Grade 4)进行1分钟短时处理，系统评估了其对树脂改性玻璃离子水门汀(RMGIC)粘接性能的影响。

关键技术包括：通过X射线光电子能谱(XPS)定量表面元素组成，光学轮廓仪测定三维形貌参数(S_a/S_z/S_dr)，接触角测试表征润湿性变化，以及定制剪切测试装置测量屈服强度、弹性模量和界面能量等力学指标。

表面形貌特征显示：喷砂处理使钛表面算术平均高度(S_a)从0.3μm增至2.5μm，界面扩展面积比(S_dr)提升50倍，而UV处理不改变表面形貌。物理化学特性证实：UV处理使光滑钛接触角从77°骤降至6°，碳含量降低12%，喷砂钛则实现完全润湿(0°)。

界面粘接强度测试揭示三大发现：(1)UV处理使光滑钛的屈服强度提升4倍(1.48-5.27MPa→7.40-13.60MPa)，界面能量增加9倍；(2)喷砂钛经UV处理后，界面能量再提升3倍；(3)协同处理组相比未处理光滑钛，界面能量增幅达19倍。断裂特征分析发现UV处理组残留大量水门汀成分，提示实际粘接强度可能高于测量值。

讨论部分指出，UV功能化通过三重机制发挥作用：高能光子直接裂解C-H/C-C键、TiO₂光催化产生活性氧(ROS)氧化污染物、表面羟基(-OH)暴露实现超亲水化。该技术突破性地将RMGIC的粘接性能提升至接近树脂水门汀水平，同时规避了树脂材料的细胞毒性风险。临床意义上，1分钟UV处理即可替代传统喷砂或化学处理，特别适用于易发生疲劳断裂的薄壁修复体或微创修复场景。

这项研究开创性地将生物材料表面活化技术应用于牙科修复体粘接领域，为开发"无创-高效-生物友好"的粘接方案提供了新范式。未来研究需验证该技术在复杂几何修复体及长期口腔环境中的稳定性，但其已展现出改变现有牙科粘接临床指南的潜力。