Zircos-E蚀刻处理对4YSZ陶瓷单轴及疲劳强度的优化效应研究

本研究针对4YSZ（4 mol%氧化钇稳定氧化锆）修复体粘接强度不足的临床难题，系统评估了Zircos-E化学蚀刻与传统氧化铝喷砂处理的力学性能差异。结果表明，2小时Zircos-E处理可使4YSZ疲劳强度提升至757.4±155.1 MPa（树脂粘接后），表面粗糙度Ra达0.99±0.13 μm，为无创表面处理提供了新方案。

　　

在口腔修复领域，氧化钇稳定氧化锆（YSZ）陶瓷因其卓越的机械性能已成为全瓷修复体的首选材料。然而，这种多晶陶瓷缺乏玻璃相的特性，使得传统氢氟酸（HF）蚀刻完全失效，临床粘接成为制约修复体长期稳定性的关键瓶颈。虽然氧化铝喷砂（AirAbr）能通过机械粗糙化提升粘接力，但可能引发亚表面损伤，尤其对4 mol%氧化钇稳定氧化锆（4YSZ）这类相变能力有限的材料更为敏感。

针对这一挑战，巴西圣玛丽亚联邦大学牙科学院的研究团队创新性地评估了新型蚀刻剂Zircos-E对4YSZ力学性能的影响。研究通过双轴弯曲测试和阶梯式疲劳加载（初始130 MPa，每10,000次循环递增30 MPa），系统比较了四种表面处理方案：未处理对照组、氧化铝喷砂组、30分钟Zircos-E蚀刻（ZE30）及2小时蚀刻（ZE2），并结合树脂水门汀（Multilink N）分析粘接体系的协同效应。相关成果发表于《Journal of the Mechanical Behavior of Biomedical Materials》。

关键技术方法包括：1）采用标准圆片试样（?15×1.2 mm，n=15/组）建立4×2双因素模型；2）三维形貌仪量化表面粗糙度（Ra/Rz）；3）断口显微分析揭示失效机制；4）双因素方差分析（ANOVA）统计处理效应。

【Study design】
通过双盲随机分组设计，研究证实表面处理对单轴强度的影响显著（p<0.001），其中AirAbr组单轴强度达894.2±153.1 MPa，显著高于ZE2组（757.4±155.1 MPa）。但Zircos-E的独特优势体现在疲劳性能上——经树脂粘接后，ZE2组疲劳强度与AirAbr组无统计学差异（768.2±174.1 vs 757.4±155.1 MPa），却显著高于对照组（519.4±88.7 MPa）。

【Results】
表面粗糙度分析显示，ZE2组Ra值（0.99±0.13 μm）较对照组（0.45±0.07 μm）提升120%，微观形貌呈现均匀的微纳复合结构。断口分析表明，Zircos-E处理组裂纹多起源于边缘应力集中区，而AirAbr组则常见喷砂颗粒引发的亚表面缺陷。

【Discussion】
研究首次证实Zircos-E的蚀刻时长与疲劳性能呈正相关，2小时处理可形成理想微机械固位结构，且避免喷砂导致的潜在损伤。虽然单轴强度提升有限，但其疲劳性能与临床金标准相当，这对承受循环咬合力的修复体更具实际意义。

【Conclusion】
该研究为4YSZ修复体提供了可替代喷砂的化学处理方案，特别适合薄壁修复体等易受机械损伤的场景。Duvan Cala Castillo等学者强调，Zircos-E的精确可控性可能推动粘接协议标准化，而树脂水门汀的协同效应（p=0.002）提示临床需重视粘接剂选择。这些发现为延长氧化锆修复体服役寿命提供了新思路。