《Journal of Dentistry》:Effect of surface conditioning and adhesive strategies on the repair bond strength of resin matrix ceramics
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目的:评估不同表面预处理方案对三种不同树脂基陶瓷(RMCs)与树脂复合体修复粘接强度及完整性的影响。材料与方法:三种RMCs——Cerasmart(CS)、Grandio blocs(GB)和Katana Avencia(KA)——分别接受三种机械表面处理之一
目的:评估不同表面预处理方案对三种不同树脂基陶瓷(RMCs)与树脂复合体修复粘接强度及完整性的影响。材料与方法:三种RMCs——Cerasmart(CS)、Grandio blocs(GB)和Katana Avencia(KA)——分别接受三种机械表面处理之一:抛光、金刚石钻针粗化或喷砂。这些处理被随机分配到四个调节组:含10-MDP(10-甲基丙烯酰氧癸基二氢磷酸酯)和硅烷(silane)的粘接剂(Clearfil Universal Bond Quick)、基于10-MDP的粘接剂(G-Premio Bond)、9%缓冲氢氟酸(HF)加硅烷,以及不含10-MDP和硅烷的粘接剂(Heliobond)。使用纳米杂化复合树脂(Reflectys)作为修复材料。将试样切割成条状,并使用万能试验机进行微拉伸粘接强度(μTBS)测试。通过单因素方差分析(one-way ANOVA)和事后检验比较不同情况下的μTBS和表面粗糙度变量。结果:对于CS,喷砂与含10-MDP和硅烷的粘接剂组合产生了最高的μTBS(46.42 ± 3.12 MPa),而抛光与金刚石钻针粗化之间无显著差异。类似地,GB在喷砂并使用含10-MDP和硅烷的粘接剂处理后,μTBS显著更高(42.01 ± 5.06 MPa)。然而,对于KA,最有效的方案是喷砂与9%缓冲HF加硅烷的组合(48.31 ± 8.46 MPa)。结论:修复粘接强度高度依赖于所使用的特定RMC。未发现单一通用机械表面处理或调节方案对所有材料均最优。临床医生应使用个体化的修复方案——具体而言,对于CS和GB使用含10-MDP和硅烷的粘接剂,对于KA使用HF和硅烷——以实现最大修复粘接强度。临床意义:在椅旁修复RMC修复体时,临床医生应尽可能识别具体的材料品牌,因为RMC的化学成分决定了通用粘接剂或传统HF与硅烷方案能否提供最持久的即时修复。
**论文解读文章**
**研究背景与问题**
传统牙科陶瓷凭借其优异的美学效果、生物相容性和化学稳定性而长期受到青睐,但其低断裂韧性、固有脆性和高表面硬度常导致灾难性断裂或对颌牙列的显著磨损。为克服这些局限,树脂基陶瓷(RMCs,又称混合陶瓷)被开发出来,旨在结合陶瓷的优势特性和树脂复合体的机械柔韧性。根据美国牙科协会(ADA)命名法,混合陶瓷被定义为有机聚合物基质中无机耐火成分(按重量计>50%)占主导地位的材料。根据微观结构,RMCs分为三类:树脂纳米陶瓷、互穿聚合物网络(IPN)内的玻璃陶瓷以及IPN内的氧化锆-二氧化硅陶瓷。这些计算机辅助设计与计算机辅助制造(CAD-CAM)可加工材料通过将陶瓷网络与聚合物基质结合,实现了与人类牙本质相似的杨氏模量,从而增强了可铣削性和口内修复潜力。
尽管RMCs的机械性能得到优化,但在功能咀嚼负荷下仍易发生疲劳和断裂。当RMC修复体出现局部缺陷时,使用树脂复合体进行口内修复通常是首选治疗方案,以延长现有RMC修复体的临床使用寿命。与完全更换相比,修复具有微创、经济高效且保留健康牙体组织的优点。然而,修复的成功率因老化过程而复杂化:长期暴露于口腔环境(包括热变化和化学降解)会改变材料表面完整性并损害粘接界面。有效粘接需要机械表面处理和化学调节的协同方法。喷砂、金刚石钻针粗化和氢氟酸(HF)酸蚀等技术用于增加表面积和机械嵌合,而化学粘接通常通过通用粘接剂和硅烷偶联剂实现。近期证据表明,尽管单独使用硅烷可能不足,但其整合到通用粘接剂系统中可显著增强粘接耐久性。目前,关于不同RMCs的最佳修复方案仍存在争议,临床医生难以选择特定材料的最佳修复方案,因此针对不同类型RMCs修复的标准化“金标准”方案尚不明确。
**研究目的与意义**
本研究旨在评估和比较不同机械表面处理与表面调节策略对三种不同RMCs与纳米杂化复合树脂修复时的微拉伸粘接强度(μTBS)。该研究有助于为临床实践提供循证依据,指导针对特定RMC材料选择个体化修复方案,从而提高修复的成功率和耐久性。论文发表在《Journal of Dentistry》。
**主要技术方法**
研究人员从制造商处获取三种RMCs材料:Cerasmart(CS,GC Dental Products,比利时)、Grandio blocs(GB,Voco GmbH,德国)和Katana Avencia(KA,Kuraray Noritake Dental,日本)。所有试样先经5000次热循环(5-55°C,停留30秒)模拟加速老化。随后,对每种RMC分别施加三种机械表面处理:抛光(使用碳化硅砂纸)、金刚石钻针粗化(20 μm细度)或喷砂(50 μm氧化铝粉末,2-3 bar,10 mm距离,10秒)。之后,每种机械处理组合随机分配到四种化学调节方案:含10-MDP和硅烷的粘接剂(Clearfil Universal Bond Quick)、基于10-MDP的粘接剂(G-Premio Bond)、9%缓冲HF(氢氟酸)加硅烷(Ultradent Porcelain Etch & Silane),以及不含10-MDP和硅烷的粘接剂(Heliobond)。使用纳米杂化复合树脂(Reflectys)逐层堆塑至7 mm高度并光固化。将试样切割成1×1×14 mm的条状,在万能试验机上进行微拉伸粘接强度(μTBS)测试(速度1 mm/min),并计算断裂强度。同时,使用接触式轮廓仪测量表面粗糙度(Ra),并通过扫描电子显微镜(SEM)观察表面形貌。使用单因素方差分析(ANOVA)和事后检验(Tukey HSD或Tamhane T2)进行统计分析(α=0.05)。
**研究结果**
**3.1 微拉伸粘接强度(μTBS)**
- **Cerasmart(CS)**:喷砂联合含10-MDP和硅烷的粘接剂(Clearfil Universal Bond Quick)组(C3)获得最高μTBS值(46.42 ± 3.12 MPa),且与抛光(C1)和金刚石钻针粗化(C2)组相比无显著差异。使用G-Premio Bond时,金刚石钻针粗化组(C5)最高(26.22 ± 4.57 MPa)。在9% HF加硅烷组中,金刚石钻针粗化组(C8)显著高于喷砂组(C6)。在Heliobond组中,喷砂组(C12)显著优于其他处理(29.62 ± 5.06 MPa)。
- **Grandio blocs(GB)**:在所有粘接剂方案中,喷砂均显著优于其他机械处理,其中Clearfil Universal Bond Quick组(G3)达到最高μTBS(42.01 ± 5.06 MPa),与抛光和金刚石钻针粗化组差异显著。
- **Katana Avencia(KA)**:最高μTBS出现在喷砂联合9% HF加硅烷组(K9,48.31 ± 8.46 MPa),与喷砂联合Clearfil Universal Bond Quick组(K3,46.75 ± 8.11 MPa)无显著差异,但均显著优于其他组合。
**3.2 峰值粘接强度总结**
- CS:喷砂+Clearfil Universal Bond Quick(C3)最佳(46.42 ± 3.12 MPa)。
- GB:喷砂+Clearfil Universal Bond Quick(G3)最佳(42.01 ± 5.06 MPa)。
- KA:喷砂+9% HF加硅烷(K9)或喷砂+Clearfil Universal Bond Quick(K3)均为最佳,两者无显著差异(48.31 vs 46.75 MPa)。
**3.3 断裂模式分析**
- 高粘接强度组(如CS的C3和KA的K3)主要呈现内聚断裂(发生在修复复合体内),表明粘接强度超过了材料自身强度。例如,CS的C3组内聚断裂率为66.66%,KA的K3组为46.66%。GB的G3组内聚断裂率为33.33%,而其他组多为粘接破坏。
**3.4 扫描电子显微镜(SEM)分析**
- 抛光表面:相对光滑,仅见细划痕。
- 金刚石钻针粗化表面:高度不规则,具有深沟槽和局部碎裂,增加了宏观表面积。
- 喷砂表面:呈现多孔、微固位“火山口”样形貌,有效暴露无机填料,为微机械嵌合提供最佳基础。
**3.5 表面粗糙度分析(轮廓仪)**
- 喷砂在所有材料中均产生最高Ra值,显著高于金刚石钻针粗化和抛光。例如,CS喷砂后Ra为3988.59 nm,GB为4975.66 nm,KA为2200.92 nm,均显著高于其他处理(p<0.001)。
**研究结论与讨论**
讨论部分指出,CS在使用含10-MDP和硅烷的粘接剂时表现最佳,这可能归因于10-MDP的磷酸基团与氧化物表面形成化学键,以及硅烷增强润湿性和化学偶联。CS的无机相含有钡玻璃,其HF反应性较低,因此HF方案效果不佳。GB对喷砂依赖性最强,表明其表面需要高微固位形貌。KA对HF加硅烷反应强烈,可能因其含有较高比例的HF反应性二氧化硅相。研究还强调,HF具有腐蚀性和细胞毒性,临床使用需严格隔离。最终,两种零假设均被拒绝,表明机械表面处理和粘接方案显著影响修复粘接强度,且最佳方案因材料而异。
**研究结论翻译**:在本体外研究的局限性内,机械表面预处理和粘接策略均显著影响RMCs的即时修复粘接强度。最佳修复方案具有材料依赖性,表明没有单一调节策略适用于所有RMCs。喷砂一致地产生最高粘接强度,当与含10-MDP和硅烷的通用粘接剂联合使用时,为Cerasmart和Grandio blocs提供了最有利的即时修复粘接强度。相比之下,Katana Avencia在喷砂联合HF酸蚀和硅烷化后表现出最高的即时粘接强度。这些发现表明,修复方案应尽可能针对特定RMC量身定制。然而,需要进一步结合长期老化和机械疲劳的研究来确认这些修复策略的耐久性和临床相关性。