树脂复合材料与硅基陶瓷剪切粘接强度的比较研究:不同表面处理方法的创新探索

【字体: 时间:2025年08月30日 来源:Frontiers in Materials 2.9

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  这篇研究通过对比三种表面处理方案(喷砂+磷酸/氢氟酸+Clearfil陶瓷底涂剂(CFCP)、氢氟酸+Monobond N(MB)),系统评估了树脂复合材料修复硅基陶瓷(二硅酸锂(LDS)和氟磷灰石)的剪切粘接强度(SBS)。结果表明,CFCP联合喷砂方案在避免氢氟酸(HF)毒性风险的同时,对LDS的粘接效果与传统HF处理相当,而对氟磷灰石则展现出更优的SBS(20.75±6.04 MPa vs 14.92±6.27 MPa)。电镜分析揭示氟磷灰石组中HF+CFCP的混合失效模式更显著,提示其粘接可靠性。

  

Introduction

随着二硅酸锂(LDS)和氟磷灰石陶瓷在牙科修复中的广泛应用,其断裂后的树脂复合材料修复效果备受关注。这类硅基陶瓷的美学性和生物相容性优异,但粘接强度仍是临床挑战。传统氢氟酸(HF)蚀刻虽能通过溶解玻璃相形成微机械固位,但其毒性促使学者探索替代方案。Clearfil陶瓷底涂剂(CFCP)含10-甲基丙烯酰氧癸基二氢磷酸酯(MDP)和3-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷(MPTS),据称无需HF即可实现化学粘接,但其与不同酸蚀剂的协同效应尚存争议。

Methodology

研究制备120个LDS试件(10×10×2 mm),半数覆有2mm氟磷灰石层,分为三组处理:

  1. 1.

    喷砂+磷酸+CFCP(PA+CFCP)

  2. 2.

    喷砂+HF+CFCP(HF+CFCP)

  3. 3.

    HF+MB(未喷砂)

    所有试件经5000次冷热循环(5-55°C)老化后,用万能试验机测试SBS,并通过扫描电镜(SEM)和数码显微镜分析失效模式(粘接/内聚/混合)。

Results

双因素方差分析显示陶瓷类型与处理方案的交互作用显著影响SBS(p<0.05)。LDS组三种处理SBS无统计学差异(17.36-23.09 MPa),但氟磷灰石组HF+CFCP的SBS(20.75 MPa)显著高于HF+MB(14.92 MPa)。失效模式分析中,氟磷灰石HF+CFCP组混合失效占比最高(55.6%),对应更强粘接;而HF+MB组粘接失效达73.3%,暗示界面脆弱。

Discussion

喷砂创造的微粗糙表面可能弥补了磷酸较HF更弱的蚀刻深度,使PA+CFCP在LDS中获得与HF相当的效果。氟磷灰石对处理方案更敏感,HF+CFCP中MPTS与硅酸盐的硅氧烷键及MDP的磷酸酯基团可能产生协同效应。值得注意的是,未喷砂的HF+MB组表现最差,提示机械粗化对粘接的关键作用。

Conclusion

CFCP联合喷砂可作为HF的安全替代方案,尤其对氟磷灰石修复优势显著。未来需探索喷砂参数对陶瓷强度的潜在影响,并开展长期临床验证。

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