表面处理对聚醚醚酮与复合树脂及聚甲基丙烯酸甲酯粘接强度的协同增强效应研究

本研究针对聚醚醚酮(PEEK)在牙科修复中因化学惰性导致的粘接难题，通过硫酸(H2 SO4 )、硼氢化钠(NaBH4 )及其联合处理策略，系统评估了其对PEEK与复合树脂/聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)粘接强度的提升效果。研究发现NaBH4 通过还原羰基引入羟基实现化学键合，H2 SO4 磺化形成多孔结构增强机械互锁，二者协同使剪切粘接强度提升3倍以上，且经5000次热循环后仍保持优异稳定性，为PEEK在口腔修复中的临床应用提供了创新解决方案。

　　

在牙科修复领域，聚醚醚酮(PEEK)因其优异的机械性能和生物相容性被视为革命性材料，但其化学惰性导致的粘接强度不足长期制约临床应用。传统物理改性方法如喷砂、激光处理虽能增加表面粗糙度，却无法建立稳定的化学键合界面。吉林大学口腔医院的研究团队在《BMC Oral Health》发表的研究，创新性地提出通过化学还原与物理磺化的协同策略破解这一难题。

研究采用160个PEEK样本，分为复合树脂和PMMA两大组，通过硫酸(H₂
SO₄
)、硼氢化钠(NaBH₄
)单/联合处理，结合硅烷偶联剂(KH-570)改性。关键技术包括：扫描电镜(SEM)观察表面形貌、X射线光电子能谱(XPS)分析化学键变化、三点弯曲试验评估机械性能、CCK-8法和DAPI染色检测细胞毒性，以及热循环老化模拟口腔环境。

【表面形貌特征】SEM显示NaBH₄
处理形成50-100μm纤维状蚀刻结构，H_{24
产生200nm-4μm多孔网络，而联合处理(SB-PEEK组)形成50nm-5μm的3D贯通多孔结构，为机械互锁创造理想条件。}

【化学键转化机制】XPS证实NaBH₄
将C=O羰基含量从3.27%降至1.06%，同时C-O键增加至12.37%，O-H键出现(4.64%)，实现羟基化改性。ATR-FTIR检测到1200cm^-1
处Si-O-C特征峰，证实硅烷成功嫁接。

【粘接性能突破】联合处理使PEEK-复合树脂剪切强度达10.34±1.29MPa，较未处理组(3.10±0.25MPa)提升234%；PEEK-PMMA组达8.39±1.11MPa，较对照组(1.45±1.30MPa)提升479%。5000次热循环后，SB-PEEK组仍保持5.89MPa(复合树脂)和3.09MPa(PMMA)的粘接强度，显著优于单一处理组。

【安全性与实用性】三点弯曲试验证实处理未损害PEEK机械性能(弯曲模量保持约4GPa)。CCK-8显示细胞增殖率90-135%，DAPI染色未见细胞毒性，满足口腔生物材料标准。

该研究首次阐明NaBH₄
还原与H₂
SO₄
磺化的协同机制：NaBH₄
通过断裂芳醚键引入活性羟基，H₂
SO₄
溶胀聚合物链扩大反应空间，二者协同形成兼具化学键合与机械嵌锁的稳定界面。相较于激光处理(需精密设备)或等离子体改性(成本高昂)，该方案操作简便、成本低廉，为PEEK在种植体基台、可摘义齿支架等临床应用提供了普适性表面处理策略。研究团队特别指出，未来需优化反应参数以降低数据离散性(SB-PEEK老化后标准差达1.75MPa)，并开展动态机械载荷下的长期稳定性评估。