《Journal of Dentistry》：Comparative Analysis of Monomer Elution, Polymerization Efficiency, Mechanical Properties and Biocompatibility of 3D-Printed Provisional and Permanent Dental Resins
编辑推荐：
目的
本研究比较了用于牙冠和义齿基托应用的3D打印牙科树脂在单体洗脱、转化度（degree of conversion, DC%）、力学性能及细胞相容性（cytocompatibility）方面的差异。
方法
研究纳入4种3D打印树脂：临时冠树脂DT
目的
本研究比较了用于牙冠和义齿基托应用的3D打印牙科树脂在单体洗脱、转化度（degree of conversion, DC%）、力学性能及细胞相容性（cytocompatibility）方面的差异。
方法
研究纳入4种3D打印树脂：临时冠树脂DTO、永久冠树脂CT、义齿基托树脂DB和永久义齿基托树脂DTT（每组n=7）。采用液相色谱-质谱（liquid chromatography-mass spectrometry, LC-MS）定量检测人工唾液中三甘醇二甲基丙烯酸酯（Tri-ethylene glycol methacrylate, TEGDMA）、氨基甲酸酯二甲基丙烯酸酯（Urethane dimethacrylate, UDMA）、甲基丙烯酸羟乙酯（Hydroxyethyl methacrylate, HEMA）及乙氧基化双酚A二甲基丙烯酸酯（Ethoxylated bisphenol-A dimethacrylate, Bis-EMA）的洗脱量。采用傅里叶变换红外光谱（Fourier-transform infrared spectroscopy, FT-IR）评估聚合效率。采用纳米压痕和三点弯曲试验评价力学性能。通过将原代人牙龈成纤维细胞（human gingival fibroblasts, HGFs）暴露于树脂提取液，并结合MTT法测定细胞相容性。统计学显著性水平设定为α=0.05。
结果
所有材料均表现出较高转化度（>90%）。与CT相比，DTO释放了显著更高水平的UDMA、TEGDMA和HEMA（分别为p<0.0001、p=0.0011和p=0.0001）。CT和DTT的纳米硬度及弹性模量高于DB和DTO。DB的弯曲强度和弯曲模量高于DTT（分别为p=0.0423和p=0.0147）。DTO表现出最低的HGF活性[20.98±5.73%]，且显著低于CT[43.55±8.18%；p<0.0001]、DB[38.80±9.52%；p=0.0007]和DTT[41.53±3.71%；p<0.0001]，这一结果与其较高的单体洗脱水平一致。
结论
在本研究局限性范围内，可以得出结论：3D打印义齿树脂的性能会随所用树脂材料不同而变化。DTO表现出最高的单体洗脱量和最低的HGF活性，而永久性材料总体上具有更优的纳米硬度和弹性模量。DB在弯曲性能方面亦优于DTT。
临床意义
3D打印义齿冠与基托材料的选择应综合考虑其化学、力学和生物学性能。严格的后处理以及基于适应证的材料选择，对于降低残余单体相关生物学风险和优化临床耐久性至关重要。
该论文发表于《Journal of Dentistry》，围绕3D打印牙科树脂在临床修复中的材料学表现展开系统比较，重点考察临时性与永久性树脂在化学稳定性、聚合效率、力学行为及细胞相容性方面的差异。随着计算机辅助设计与计算机辅助制造（computer-aided design and computer-aided manufacturing, CAD-CAM）及三维打印（three-dimensional printing, 3D printing）技术广泛进入口腔修复领域，3D打印树脂已被用于全口义齿、可摘局部义齿、临时修复体以及永久修复体的制作。相较于传统聚甲基丙烯酸甲酯（polymethyl methacrylate, PMMA）材料，这类材料具有流程简化、时间成本降低及尺寸精度较好的优势。然而，现有研究显示，3D打印树脂虽然在某些表面和生物学指标上可以接受，但其机械耐久性往往仍逊于传统或切削加工PMMA材料。此外，临时性与永久性树脂在单体组成、交联网络、填料含量和后处理方式上存在差别，而这些差别可能进一步影响残余单体释放、材料强度及对口腔软组织的生物学影响。既往文献多分别考察单体释放、弯曲性能或细胞毒性，缺乏在统一实验框架内对冠用和基托用临时/永久3D打印树脂进行综合比较的研究，因此有必要开展本项研究。
研究人员选取4种临床常用3D打印牙科树脂开展对比研究，即临时冠树脂DTO、永久冠树脂CT、临时义齿基托树脂DB和永久义齿基托树脂DTT。研究结果表明，不同材料之间在单体洗脱、纳米力学性能、弯曲性能以及细胞相容性方面均存在显著差异，说明3D打印牙科树脂的临床表现并不能仅依据“临时”或“永久”分类进行简单判断，而必须结合具体材料组成及预期用途进行评估。研究的重要意义在于，揭示了高转化度并不必然意味着低单体释放，也不必然代表更佳生物安全性；同时强调了材料选择、后处理规范和适应证匹配对临床长期安全使用的重要性。
在技术方法上，研究人员依据ISO 20795-1:2013制备4组条形3D打印试样，每组7件，并按照各厂家推荐方案完成清洗和紫外后固化。采用液相色谱-质谱（LC-MS）检测试样在无菌人工唾液中37°C洗脱72 h后的TEGDMA、UDMA、HEMA和Bis-EMA；采用傅里叶变换红外光谱（FT-IR）测定转化度；采用纳米压痕法评价纳米硬度和弹性模量，采用三点弯曲试验测定弯曲强度与弯曲模量。生物学评价方面，研究使用来源于健康供者牙龈组织的原代人牙龈成纤维细胞（HGFs），以材料提取液处理细胞，并通过MTT法测定细胞活性，随后进行统计学分析。
在“3.1. Monomer elution from 3D-printed resin materials”部分，研究人员通过LC-MS检测不同材料的单体洗脱谱，结果显示各标准单体均能形成明确色谱峰。冠材料中，DTO的UDMA、TEGDMA和HEMA洗脱量均显著高于CT，提示临时冠树脂在化学稳定性方面劣于永久冠树脂。基托材料中，DB和DTT的总体单体洗脱水平均低于DTO，但DB的TEGDMA洗脱量显著高于DTT。各组Bis-EMA浓度均较低，均低于5 ppm，但DTO仍高于CT。该部分说明，不同应用类别树脂在残余单体释放行为上具有明显材料依赖性。
在“3.2. Degree of conversion of provisional and permanent 3D-printed resins”部分，研究人员利用FT-IR测定聚合效率。所有材料的转化度均超过90%，显示后处理后均达到了较高聚合水平。其中，CT的转化度最高，为97.88±0.77%，显著高于DTO的91.52±2.69%；DB与DTT之间差异无统计学意义。该结果表明，所有树脂均具有较充分的聚合反应，但不同材料间仍存在聚合效率差异。更重要的是，后续结果提示高转化度并不能完全解释低单体释放或更高生物相容性。
在“3.3. Mechanical characterization by nanoindentation”部分，研究人员采用纳米压痕法评估表面局部力学性能。结果显示，永久性材料在纳米硬度和弹性模量方面整体优于对应的临时性材料。CT的纳米硬度显著高于DTO，DTT的纳米硬度亦显著高于DB。弹性模量方面，CT显著高于DTO，DTT也显著高于DB。进一步比较发现，在临时材料内部，DB的纳米硬度和弹性模量高于DTO；在永久材料内部，CT具有最高弹性模量，而DTT具有最高纳米硬度。该部分说明，永久树脂在抗局部塑性变形和刚性方面更具优势。
在“3.4. Flexural strength and flexural modulus of provisional and permanent 3D-printed resins”部分，研究人员通过三点弯曲试验评价整体承载性能。冠材料中，CT的弯曲强度和弯曲模量均显著高于DTO，说明永久冠树脂在承受咀嚼相关弯曲载荷方面明显优于临时冠树脂。与之相反，在基托材料中，DB的弯曲强度和弯曲模量均显著高于DTT，表现出与“永久材料更优”并不一致的趋势。研究由此指出，弯曲行为并不严格遵循临时/永久分类，而是体现出明显的材料特异性。也就是说，某些临时材料在特定力学指标上可以优于永久材料。
在“3.5. Cytocompatibility of provisional and permanent 3D-printed resins”部分，研究人员以原代HGFs作为口腔软组织相关细胞模型，采用MTT法评价材料提取液对细胞活性的影响。结果表明，所有未稀释提取液均降低了HGF活性，其中DTO导致的细胞活性最低，仅为20.98±5.73%，并且显著低于CT、DB和DTT。另一方面，1:5和1:10稀释提取液对应的细胞活性显著高于未稀释组，提示该细胞反应具有浓度依赖性。结合单体洗脱数据，DTO较差的细胞相容性与其较高的UDMA、TEGDMA和HEMA释放量相一致，说明残余单体释放具有明确的生物学相关性。
讨论部分围绕化学、力学与生物学指标之间的关联进行了综合阐释。研究人员首先指出，本研究最重要的发现之一是转化度与单体释放之间并不存在简单线性对应关系。尽管所有材料DC%均高于90%，DTO仍表现出显著更高的UDMA、TEGDMA和HEMA洗脱，提示高转化度并不必然对应高度交联或化学稳定的聚合物网络。研究人员进一步结合力学结果指出，单体洗脱增加与材料完整性下降之间呈现逆向关联：较高的残余单体可能作为“内增塑剂”削弱树脂基质，从而降低弯曲强度和弹性模量。讨论还强调，永久材料CT和DTT较高的纳米硬度和弹性模量，可能与更高无机填料比例有关；而DB之所以在弯曲性能上优于DTT，则可能与单体配方差异相关。对于生物学结果，研究人员认为DTO较高的HEMA和TEGDMA洗脱具有明确临床警示意义，因为这些低分子单体与口腔组织刺激和炎症反应相关。论文同时指出，本研究为体外研究，仅评估72 h单一时间点提取液，尚不能替代复杂口腔环境下的长期安全性评价；此外，研究未纳入传统热固化PMMA或CAD-CAM切削树脂作为参照，且各材料后处理条件因遵循厂家说明而不完全一致，这些因素均是解释结果时需要考虑的限制。
结论部分可翻译为：基于本项体外研究结果并结合其局限性，所评估的3D打印牙科树脂表现出依赖于材料类型和性能指标的化学、力学及生物学行为。临时冠树脂DTO显示出更高的单体洗脱量和最低的人牙龈成纤维细胞活性，表明较高转化度本身并不足以消除具有生物学意义的残余单体释放。与对应临时材料相比，永久性材料总体上表现出更优的纳米硬度和压痕弹性模量。然而，弯曲性能并不严格遵循临时/永久分类，因为DB的弯曲强度和弯曲模量高于DTT。从临床角度看，这些结果进一步强调，在应用临时性和永久性3D打印修复材料时，应根据适应证进行材料选择，严格遵循厂家推荐的后处理流程，并充分考虑预期使用期限及其与软组织接触的情况。
