热机械老化后减材与增材制造氧化锆及聚醚醚酮种植体基台的力学性能对比研究

本研究针对种植修复中氧化锆(ZrO2 )和聚醚醚酮(PEEK)基台机械性能不明的临床问题，通过ISO 14801标准的热机械老化实验，对比了减材/增材制造技术对钛、ZrO2 和PEEK基台断裂抗力的影响。结果显示预铣削钛基台(C组)力学性能最优(711N)，增材PEEK基台(AP组)最差(199N)，为前牙区种植体材料选择提供了重要依据。

　　

在口腔种植修复领域，氧化锆(ZrO₂
)和聚醚醚酮(PEEK)因其优异的生物相容性和美学性能，正逐步替代传统钛基台。然而，这些新材料在长期咬合力作用下的机械稳定性仍是临床关注的焦点。尤其当采用新兴的增材制造(3D打印)技术时，材料内部可能存在的微观缺陷会显著影响其服役性能。目前关于减材(切削)与增材制造技术对种植体基台力学行为差异的系统研究仍属空白，这直接制约了临床医生对基台材料及制造工艺的选择。

为解决这一问题，阿塔图尔克大学的研究团队在《The Journal of Prosthetic Dentistry》发表了一项创新性研究。他们模拟上颌中切牙修复场景，按照ISO 14801:2016标准，对5组不同材料/工艺的基台(预铣削钛C组、减材ZrO₂
SZ组、增材ZrO₂
AZ组、减材PEEK SP组、增材PEEK AP组)进行热机械老化后力学测试。研究采用树脂粘接技术将定制基台与钛基底、钴铬冠结合，通过1mm/min的静态加载速率测定断裂载荷，并结合克鲁斯卡尔-沃利斯检验进行数据分析。

MATERIAL AND METHODS
研究通过动态加载测试评估50个试样的性能，所有样本均经历5×10⁶
次0.7-7N的循环载荷和6000次5-55℃的热循环。关键创新点在于同步比较了ZrO₂
和PEEK两种材料在减材与增材工艺下的性能差异，并引入弯曲力矩(Ncm)作为新的评价指标。

RESULTS
数据揭示显著差异：C组断裂载荷(711N)远超AZ组(362N)和AP组(199N)(P<0.05)。值得注意的是，增材工艺对PEEK的影响尤为突出，AP组性能仅为SP组的39.5%。失效模式分析显示，除AP组出现基台断裂外，其余组均以螺钉断裂为主。

DISCUSSION
研究否定了"不同材料基台机械性能无差异"的零假设。发现增材ZrO₂
与减材ZrO₂
无统计学差异(P>0.05)，但增材PEEK机械强度显著劣于减材工艺(P<0.05)。这表明PEEK材料更依赖加工工艺的精确控制，其非晶态结构在3D打印过程中易产生应力集中点。

CONCLUSIONS
该研究得出三项核心结论：(1)传统钛基台仍是力学性能的金标准；(2)减材ZrO₂
和PEEK基台能满足前牙区咬合力需求；(3)增材PEEK基台因强度不足需谨慎使用。这些发现为临床选择基台材料提供了量化依据，特别指出在前牙美学区，减材制造的ZrO₂
基台(SZ组)可作为兼顾强度与美观的理想选择。

这项由Oguzhan Sari、Rü?tü Ersoy Sakarya和Mustafa Gundogdu合作完成的研究，首次系统揭示了制造工艺对新型基台材料性能的影响规律。其创新价值在于建立了"材料-工艺-性能"的关联模型，为个性化种植修复的标准化生产提供了重要参考。未来研究可进一步探索退火处理等后加工工艺对增材制造基台性能的改善作用。