锂硅酸盐陶瓷边缘抗碎裂性能的多因素影响研究：表面处理、修复体厚度及老化效应的系统评估

本研究针对CAD/CAM锂硅酸盐陶瓷修复体临床易出现的边缘碎裂问题，系统探究了抛光、上釉、烧结、修复体厚度（1.5/2/3mm）、加载点（0.25/0.30mm）及老化（热循环/水热老化）对边缘抗碎裂性能（ECR）的影响。结果表明，上釉处理显著提升ECR，AM-G&MOF组表现最优，而厚度影响可忽略。该研究为微创修复（1.5mm厚度可行性）及表面处理工艺选择（推荐上釉）提供了关键实验依据。

　　

在追求美学与功能并重的现代牙科修复领域，锂硅酸盐陶瓷因其优异的生物相容性、化学稳定性和仿生效果成为明星材料。然而，这类陶瓷的"阿喀琉斯之踵"在于其脆性本质——临床中常见修复体边缘因应力集中导致的微碎裂，轻则影响美观，重则引发修复失败。更棘手的是，数字化加工（CAD/CAM）过程中的金刚石刀具切削会引入表面缺陷，而后续的表面处理（如抛光、上釉）与烧结工艺的选择如同"双刃剑"，既可能修复损伤也可能引入新问题。此外，修复体厚度缩减至1.5mm的微创趋势是否影响长期稳定性？口腔环境中的温度波动与湿热条件如何加速材料性能衰减？这些问题直接关系到临床决策，却缺乏系统性研究。

为此，由Felicitas Mayinger、Daniel Edelhoff等学者领衔的国际团队在《Journal of the Mechanical Behavior of Biomedical Materials》发表了一项突破性研究。他们选取四种主流锂硅酸盐陶瓷（包括三款二硅酸锂陶瓷Amber Mill/Amber Mill Direct/IPS e.max CAD和一款铝硅酸锂陶瓷CEREC Tessera），通过设计多变量实验模型，首次全面解析了材料组成、表面处理、几何参数与老化效应的交互作用。研究团队制备288个矩形试件（12×14mm），分1.5/2/3mm三组厚度，分别施加抛光、上釉或保留加工面处理，并采用两种烧结方案（高透/中遮色）。试件粘接于4mm厚仿牙本质基底后，使用Vickers金刚石压头在0.25/0.30mm边缘距离加载，记录碎裂临界力并计算ECR。通过热循环（5-55°C, 10,000次）和水热老化（134°C, 0.2MPa, 120分钟）模拟长期服役环境，结合Kolmogorov-Smirnov等统计方法分析数据。

关键技术方法
研究采用标准化CAD/CAM切割与抛光技术制备试件，通过Vickers压痕法精准控制边缘加载位置（±0.05mm）。创新性构建"仿牙本质-陶瓷"双层结构模拟临床粘接状态，结合两种加速老化方案（热循环模拟温度交变，水热老化模拟高压灭菌环境）评估长期性能。数据分析采用非参数检验（Kruskal-Wallis/Mann-Whitney U）处理非正态分布数据。

研究结果

1. 材料与处理对ECR的影响
   在1.5mm非老化组中，上釉结合烧结处理的Amber Mill（AM-G&MOF）在0.25mm加载距离下ECR达峰值（p<0.001），较单纯抛光组提高37%。值得注意的是，铝硅酸锂陶瓷CEREC Tessera（CT-F）在所有处理中表现垫底，证实晶体类型（二硅酸锂vs铝硅酸锂）对ECR的关键影响。

2. 表面处理的决定性作用
   上釉处理组ECR普遍高于抛光组（p=0.002-0.034），归因于釉料渗透填补表面裂纹并形成热膨胀系数失配的压应力层。而单纯烧结虽能部分"愈合"加工损伤，但未形成强化表面层。

3. 几何参数的意外发现
   厚度变化（1.5-3mm）对ECR无显著影响（p>0.05），颠覆了"越厚越强"的传统认知。这为1.5mm超薄修复体的临床应用扫除了力学性能顾虑。

4. 老化效应的双面性
   热循环使50%上釉组ECR下降12-15%，但AM-G&MOF仍保持最高水平。水热老化对未处理组破坏更显著，表明上釉层能延缓环境侵蚀。

结论与启示
这项研究首次建立锂硅酸盐陶瓷边缘碎裂的"材料-工艺-环境"关联模型：①材料层面，二硅酸锂（尤其AM-G&MOF）显著优于铝硅酸锂；②工艺层面，上釉是提升ECR的"黄金标准"，其效果超越单纯烧结或抛光；③临床设计层面，1.5mm薄修复体在ECR上无劣势，支持微创理念；④环境耐受性方面，上釉组虽会衰减但仍保持优势。这些发现直接指导临床选择：对于高应力区修复体，优先选用上釉处理的二硅酸锂陶瓷（如Amber Mill），即使采用1.5mm薄设计也能确保长期可靠性。该研究为牙科修复体的"精准力学设计"提供了里程碑式证据。