《Journal of Functional Biomaterials》:The Effect of Surface Pretreatments on the Bond Strength of Hybrid CAD/CAM with Composite Elevation
Mehmet Ali Fildisi,
Burcu Oglakci Ozkoc,
Zumrut Ceren Ozduman and
Evrim Eliguzeloglu Dalkilic
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针对深颈龋及根管治疗后大面积缺损修复中复合树脂升高(composite elevation)后CAD/CAM修复体粘接可靠性不足的临床难题,本研究评估了喷砂(SB)与氢氟酸(HF)处理对混合CAD/CAM材料(Cerasmart)分别与牙本质、复合树脂基底剪切粘接强度(SBS)的影响。结果显示SB与HF处理均显著提升SBS,且牙本质基底粘接强度显著高于复合树脂升高组,为优化CAD/CAM修复体边缘封闭提供了关键证据。
在口腔修复科诊室里,常有这样令人头疼的场景:患者因严重龋齿导致牙齿结构大量丧失,甚至波及牙髓,医生不得不面对一个棘手问题——如何在脆弱的剩余牙体上稳固地粘接计算机辅助设计与制造(CAD/CAM)修复体?尤其是当缺损延伸到牙龈下方,或者需要在髓腔区域用复合树脂进行“垫底”(即复合树脂升高,composite elevation)时,粘接界面就像在沙滩上建城堡,根基不稳。传统全冠修复虽稳妥但磨除牙体多,而现代粘接修复虽微创却常面临微渗漏和脱落风险。混合CAD/CAM材料因其弹性模量接近牙本质、可修补等优势成为新宠,但当它与“后天补丁”——聚合后的复合树脂表面粘接时,效果究竟如何?不同表面处理方法是锦上添花还是画蛇添足?这些问题像迷雾般笼罩在临床医生心头。
正是为了拨开这层迷雾,来自土耳其Bezmialem Vakif大学的研究团队Mehmet Ali Fildisi、Burcu Oglakci Ozkoc、Zumrut Ceren Ozduman和Evrim Eliguzeloglu Dalkilic开展了一项精密的体外研究。他们模拟临床中最具挑战性的复合树脂升高场景,将目光聚焦于两种最常用的表面处理技术——喷砂(SB)与氢氟酸蚀刻(HF),探究它们对混合CAD/CAM材料(Cerasmart)分别与牙本质和复合树脂基底剪切粘接强度(SBS)的影响。这项旨在为临床粘接方案提供硬核证据的研究,最终发表在《Journal of Functional Biomaterials》上,其结果或许将改写我们对“垫底”后粘接的认知。
为开展此项研究,团队采用了多项关键技术:首先基于效应量计算确定样本量(每组15个),共纳入90个实验样本及15个对照组;实验设计涵盖两大变量——粘接基底(牙本质组无复合树脂升高模拟,复合树脂组模拟复合树脂升高)与CAD/CAM材料表面处理(未处理、SB喷砂、HF酸蚀);样本制备方面,收集30颗人类离体下颌磨牙制备牙本质基底,用Gradia Direct Posterior复合树脂制作圆柱形复合树脂基底,并通过CEREC CAD/CAM系统加工Cerasmart混合CAD/CAM圆柱体;表面处理后,依次涂布硅烷偶联剂(Monobond Plus)和通用型粘接剂(Single Bond Universal),使用双固化树脂水门汀(RelyX Ultimate)粘接,经37°C蒸馏水储存24小时及10000次热循环老化;最后通过万能试验机进行SBS测试,并在手术显微镜下结合扫描电镜(SEM)进行失败模式分析,数据采用双因素方差分析与卡方检验。
3. 结果
3.1. SBS测试结果
研究发现,对照组(纯CAD/CAM材料内聚强度)SBS值最高。在粘接基底比较中,SB+Dentin组与HF+Dentin组的SBS显著优于SB+Composite组和HF+Composite组(p < 0.05);而未处理组的牙本质与复合树脂基底SBS无显著差异,且均显著低于各处理组。两种表面处理方式间(SB vs HF)无论基底类型均无统计学差异,但双因素方差分析显示表面处理与基底类型存在显著交互作用(p = 0.041)。
3.2. 失败模式分析结果
显微镜与SEM观察显示,失败模式分布存在极显著差异(p < 0.001)。SB+Dentin组以树脂水门汀内的内聚破坏为主,而HF+Composite、HF+Dentin、SB+Composite、未处理组均以牙本质/复合树脂-树脂水门汀界面的 adhesive failure( adhesive failure)为主。值得注意的是,所有组均未出现CAD/CAM材料-树脂水门汀界面的 adhesive failure,也未观察到CAD/CAM材料、复合树脂或牙本质本身的内聚破坏。
结论与讨论
研究结论清晰回应了两个初始假设:第一个假设“不同表面预处理对混合CAD/CAM材料与牙本质或复合树脂表面SBS无显著影响”被接受——SB与HF处理在提升SBS上效果相当;第二个假设“复合树脂升高不影响不同表面预处理下混合CAD/CAM材料的SBS”被拒绝——复合树脂升高显著降低了SB和HF处理后的SBS值。
这一发现具有重要临床启示:首先,无论是SB还是HF处理,都能有效提升混合CAD/CAM材料与基底的粘接强度,且两者效果无优劣之分,这为临床选择提供了灵活性——若担心HF酸蚀对树脂基材料的过度腐蚀,SB是可靠替代。其次,也是最具颠覆性的发现:复合树脂升高虽然临床常用以改善隔离和印模精度,但会显著降低CAD/CAM修复体的粘接强度。这可能是因为聚合后的复合树脂表面能较低,且缺乏未反应甲基丙烯酸酯基团,导致与树脂水门汀的化学结合受限,同时新增的界面成为潜在薄弱点。
失败模式分析进一步佐证了这一点:SB+Dentin组之所以表现出更高的SBS,是因为其破坏发生在树脂水门汀内部(内聚破坏),说明此时界面粘接强度已超过水门汀自身强度;而其他组以界面破坏为主,意味着粘接界面才是短板。这也解释了为何复合树脂升高组表现更差——新增的复合树脂-水门汀界面更容易成为断裂起点。
当然,研究也存在局限性:体外实验未能模拟口腔内唾液、pH波动及动态咀嚼力,且样本为冠状牙本质,未涉及更深层的牙本质(如根尖方向)。未来研究可结合咀嚼模拟,评估更深牙本质基底及不同成分混合CAD/CAM材料的粘接性能。
总体而言,这项研究像一盏探照灯,照亮了混合CAD/CAM修复中“复合树脂升高”这一常规操作背后的粘接隐患。它提醒临床医生:当必须进行复合树脂升高时,更要重视CAD/CAM材料表面的SB或HF处理,且需意识到即便如此,其粘接强度仍可能逊于直接粘接牙本质。或许未来需要开发专门针对聚合复合树脂表面的处理技术,才能让“垫底”真正成为稳固的根基而非隐患的温床。