不同截面几何结构的种植体支持式固定修复体基底材料断裂抗力比较研究

本研究针对种植体支持式固定修复体(FDP)基底材料在热机械老化后的断裂抗力问题，通过对比氧化锆(Zirconia)、聚醚醚酮(PEEK)和纤维增强复合材料(FRC)三种材料在三角形、方形和椭圆形连接体设计下的力学性能，发现连接体几何形状和材料类型均显著影响断裂抗力(F=8.354, p<0.05)，其中氧化锆三角形连接体表现最优(3200±91.05 N)。研究为临床修复体设计提供了材料选择和连接体优化的科学依据，发表于《BMC Oral Health》。

　　

研究背景与意义
随着口腔修复技术的进步，种植体支持式固定修复体(FDP)因其高成功率成为缺牙治疗的主流选择。然而，后牙区修复体常因咀嚼力集中和复杂应力分布面临断裂风险，尤其是连接体区域。氧化锆(Zirconia)虽具高弹性模量(200 GPa)，但脆性大；聚醚醚酮(PEEK)和纤维增强复合材料(FRC)作为新兴高分子材料，具有韧性优势但力学性能缺乏系统评估。此外，连接体几何设计(如三角形、方形、椭圆形)对修复体耐久性的影响尚不明确。

研究方法
Sivas Cumhuriyet University的研究团队Oguzhan Yilmaz等通过CAD/CAM技术制备72个三单位FDP样本，分为氧化锆、PEEK和FRC三组，每组设计三角形、方形和椭圆形连接体(n=8/亚组)。样本经树脂粘接后，在咀嚼模拟器中进行12万次热机械循环(5-55°C, 120 N)，随后通过万能试验机测试断裂抗力，并利用扫描电镜(SEM)分析断裂形貌。统计学分析采用双因素方差分析(ANOVA)和Tukey检验。

研究结果

1. 材料与连接体设计的交互作用
   双因素ANOVA显示材料类型和连接体设计均显著影响断裂抗力(F=8.354, p=0.004)。氧化锆组整体表现最优，其中三角形连接体抗力最高(3200±91.05 N)，显著高于方形(2920±428.69 N)和椭圆形(2700±267.29 N)(p<0.05)。PEEK组椭圆形连接体抗力最低(2410±157.23 N)。

2. 断裂模式差异
   SEM显示氧化锆为脆性断裂，裂纹始于连接体龈端；PEEK和FRC则呈现韧性断裂，伴随塑性变形和能量吸收平台，体现其抗疲劳特性。

3. 临床适用性评估
   所有材料断裂抗力均超过后牙区最小推荐值(500 N)，但仅氧化锆三角形设计达到陶瓷修复体理想阈值(>1000 N)。

结论与讨论
该研究首次系统比较了不同CAD/CAM材料与连接体设计的协同效应，证实氧化锆在静态负载下具有最高断裂抗力，但脆性断裂风险需警惕；PEEK和FRC虽数值较低，但韧性断裂模式可能延长临床使用寿命。三角形连接体因应力分布优化成为首选设计，而椭圆形因截面薄弱应谨慎使用。研究为个性化修复方案提供了实证依据：美学要求高的前牙区可选用FRC，后牙高负载区推荐氧化锆结合三角形连接体，PEEK则适用于需要减震的病例。

局限性包括未模拟长期口腔环境(如唾液腐蚀)和未评估饰面瓷层的影响。未来研究可结合有限元分析进一步优化连接体参数，并通过长期临床随访验证结论。