光固化树脂复合材料底部聚合延迟效应：厚度与辐照度对固化动力学的关键影响

推荐：研究人员针对光固化树脂基复合材料(RBC)底部聚合延迟问题，通过傅里叶变换红外光谱(FT-IR)技术(13次/秒高频采样)系统研究6种商用RBC在0.2-4 mm厚度及472-3985 mW/cm2辐照条件下的固化动力学，首次量化证实底部聚合存在0.12-16 s延迟现象，为临床短时固化方案提供关键理论依据。

　　

在牙科修复领域，光固化树脂基复合材料(RBC)的固化质量直接影响修复体寿命。尽管高功率光固化单元(LCU)宣称能实现"秒级固化"，但临床发现深层固化不全导致的微渗漏问题频发。Dalhousie University（加拿大达尔豪斯大学）的Richard B. Price团队在《Dental Materials》发表的研究揭示了这一现象的本质：光虽以纳秒级到达材料底部，但化学聚合反应却存在显著延迟。

研究采用高频FT-IR技术(0.077s/次采样)监测6种RBC在模拟临床条件下的固化过程。通过设计0.2/2/4 mm三层厚度模型和472-3985 mW/cm²四档辐照度，结合改进的Bluephase G4 LCU（仅激活447nm蓝光LED），首次捕捉到底部聚合的精确启动时间。数据分析采用Savitzky-Golay滤波算法处理转化率(DC)曲线，通过最大斜率切线外推法确定延迟时间。

结果部分显示：

1. 延迟普遍性：所有RBC底部均存在0.12s(0.2mm/3985mW/cm²)至16s(4mm/472mW/cm²)的延迟，其中传统材料TPH Neo Spectra延迟最显著。

2. 厚度效应：4mm厚度使延迟较2mm增加2-8倍，证实光衰减对抑制剂消耗速率的决定性影响。

3. 辐照补偿：3985mW/cm²高辐照仅将4mm延迟缩短至0.09-2.69s，无法完全克服材料固有特性。

4. 材料差异：含"Aessencio"技术的Tetric Power系列延迟最短，显示配方优化可改善光透过性。

讨论指出该延迟源于自由基优先消耗抑制剂（如BHT）和溶解氧的"牺牲机制"，这一发现颠覆了既往以LCU启动为零点的动力学模型。临床层面，研究解释了短时固化导致界面裂隙的机制——当采用3s固化时，底部实际有效聚合时间可能不足50%。建议修改RBC使用指南，强调首层应薄层固化以补偿延迟效应，同时呼吁厂商开发界面引发系统。技术层面，研究确立了≥13Hz采样率为固化动力学研究的基准，为后续材料研发提供了标准化评估体系。