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为解决临时冠桥用丙烯酸材料（PMMA）机械性能不佳、抗微生物定植能力弱的问题，研究人员开展添加玻璃纤维（2% w/w）和银纳米颗粒（0.5% w/w）对 PMMA 材料机械性能影响的研究。结果显示二者单独添加可增强性能，混合添加需优化。该研究为改进口腔修复材料提供方向。
在口腔修复领域，牙齿在进行冠修复时，大量牙体结构被磨除，此时临时修复体的作用至关重要。它不仅要保护预备后的牙齿免受外界刺激，如冷热酸甜等温度刺激、细菌侵害以及机械损伤，还要在口腔复杂的环境中保持稳定，为后续正式修复奠定良好基础。然而，目前常用的临时修复材料 —— 聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）却存在诸多问题。它的热膨胀系数较高，这意味着在温度变化时，材料容易发生膨胀或收缩，可能导致修复体与牙齿之间出现缝隙，影响修复效果；机械强度欠佳，在长期咀嚼等外力作用下，容易出现磨损、破裂等情况；而且还比较脆，缺乏足够的韧性，弹性模量也较低，这些缺点限制了它在口腔修复中的长期使用。此外，口腔是一个充满各种微生物的环境，PMMA 抗微生物定植能力弱，容易滋生细菌等微生物，引发口腔疾病。为了解决这些问题，来自印度马尼帕尔高等教育学院（Manipal Academy of Higher Education）马尼帕尔牙科学院修复与冠桥科等机构的研究人员开展了一项研究，他们试图通过在 PMMA 中添加玻璃纤维（2% w/w）和银纳米颗粒（0.5% w/w）来改善其性能。该研究成果发表在《Scientific Reports》上，为口腔修复材料的改进提供了新的方向。
研究人员主要运用了以下几种关键技术方法：首先，按照国际标准组织规范（ISO），使用铝制模具制作不同成分组合的测试样本，涵盖纯 PMMA、PMMA 添加银纳米颗粒、PMMA 添加玻璃纤维以及三者混合的样本。其次，运用多种专业仪器进行性能测试，利用 2D 轮廓仪测定表面粗糙度，通过维氏硬度计评估显微硬度，借助扫描电子显微镜（SEM）观察银纳米颗粒和玻璃纤维的分布情况，采用万能材料试验机（UTM）测试弯曲强度。最后，运用统计软件 SPSS 26.0 对数据进行分析，明确各成分组合对 PMMA 性能的影响。
研究结果
- 表面粗糙度：研究发现，添加银纳米颗粒和玻璃纤维后，各样本表面粗糙度虽有差异，但经 POSTHOC Bonferroni 校正分析，不同亚组间并无显著差异。这表明在本研究条件下，二者的添加对 PMMA 表面粗糙度影响不大。
- 显微硬度：纯 PMMA 样本硬度值最高可达 18.0Hv，但均值受标准差影响，实际均值为 15.24Hv。单独添加玻璃纤维的样本显微硬度均值最高，为 17.00Hv；而同时添加银纳米颗粒和玻璃纤维的样本显微硬度最低，仅 12.7Hv。经 Post hoc Bonferroni 校正多重比较，发现不同成分组合样本间显微硬度存在显著差异。
- 弯曲强度：添加玻璃纤维的样本弯曲强度最高，达到 147.60MPa；同时添加银纳米颗粒和玻璃纤维的样本弯曲强度最低，为 109.39MPa。均值方面，添加银纳米颗粒的样本弯曲强度均值较高，而二者混合添加的样本均值最低。组内多重比较结果显示，不同成分组合样本间弯曲强度存在显著差异。
- 颗粒分布：通过 SEM 观察发现，银纳米颗粒在样本中分布不均匀，存在团聚现象；玻璃纤维虽分布均匀，但取向并不一致。这种分布状态可能对材料的机械性能产生重要影响。
研究结论与讨论
综合研究结果，银纳米颗粒和玻璃纤维单独添加到 PMMA 中时，能够有效增强其机械性能，如提高显微硬度和弯曲强度。然而，当二者同时添加时，机械性能却受到影响，这可能是由于银纳米颗粒团聚以及玻璃纤维取向不一致导致的。虽然所有样本的显微硬度和弯曲强度均高于国际标准组织（ISO）设定的最低要求，但目前椅旁混合银纳米颗粒和玻璃纤维的方法无法使纳米颗粒均匀分散。此外，玻璃纤维在样本中的取向也对材料的弯曲强度有着重要影响，其理想取向应垂直于受力方向，这样才能提供更强的抗弯曲能力。这项研究表明，玻璃纤维和银纳米颗粒是潜在的 PMMA 增强材料，但要实现二者同时添加以获得更好的机械性能和抗菌效果，还需要进一步研究更好的混合方法，优化玻璃纤维的取向。这不仅有助于提升临时修复材料的性能，为患者提供更优质的口腔修复体验，也为口腔修复材料领域的发展提供了理论依据和研究方向，推动该领域不断探索创新，以满足临床更多需求。
