3D打印与切削制造种植树脂修复体在PEEK和钛基台上的断裂强度对比研究

　　本刊推荐：为解决种植临时修复体在不同基台材料上的力学性能不明确问题，研究人员开展了AM与SM树脂冠在PEEK和钛基台上的断裂强度对比研究。发现钛基台组修复体均发生冠部断裂且载荷超过生理咬合力，其中SM_MPM表现最佳；而PEEK基台组81%出现基台变形等并发症，提示其在高咬合力患者中需谨慎使用。

　　

在当代口腔种植修复领域，临时修复体不仅需要满足美学和功能需求，更要承受口腔环境中的复杂力学挑战。随着数字化技术的快速发展，添加剂制造（Additive Manufacturing, AM）和减材制造（Subtractive Manufacturing, SM）技术已成为制作树脂基临时修复体的重要手段。然而，这些采用不同制造技术生产的修复体在不同材质的种植基台上究竟表现如何？它们的力学性能是否能够满足临床需求？特别是当基台材料从传统的钛（Titanium, Ti）转向新兴的聚醚醚酮（Polyetheretherketone, PEEK）时，修复体的失效模式和断裂强度会发生怎样的变化？这些问题至今尚未得到明确解答。

为了回答这些关键问题，由Do?u ?mür Dede领衔的研究团队在《The Journal of Prosthetic Dentistry》上发表了一项深入的体外力学研究。研究人员系统比较了三种AM树脂材料（Crowntec [AM_CT]、FREEPRINT temp [AM_FP]、Varseosmile Crown Plus [AM_VS]）和一种SM树脂材料（M-PM Disc [SM_MPM]）制作的种植支持式树脂基修复体在PEEK和钛基台上的力学性能差异。

本研究采用了标准化的体外力学测试方法，包括热机械老化模拟（5000次热循环和250,000次49N载荷循环）和最终的单次压缩断裂测试。64个修复体样本被平均分配到不同材料与基台的组合组中，所有修复体均采用双重固化自粘接树脂水门汀（G-Cem One）进行粘接。失效模式通过立体显微镜详细分类，包括可修复的冠部裂纹/断裂、无基台损坏的灾难性冠部断裂、无冠部损坏的基台变形以及冠部和基台同时损坏等情况。

材料与方法

研究采用上颌第一磨牙区植入体模型，通过口内扫描获取数字印模，使用CAD软件设计标准尺寸的粘接固位种植支持冠。通过功率分析确定每组样本量为8个。SM组使用五轴铣削单元加工预聚合树脂盘，AM组采用数字光处理3D打印机以50μm层厚制作。所有修复体经过严格的后处理程序（包括清洗、支撑物去除和额外聚合处理），然后粘接到植入体上并接受热机械老化模拟，最后进行断裂强度测试。

结果

疲劳测试表现

所有64个修复体均成功通过热机械老化过程，无任何修复体或基台发生失效，表明所有测试材料均能满足临时修复体至少一年的使用寿命要求。

断裂强度差异

在钛基台组中，所有修复体均表现为单纯的冠部断裂，无任何基台损坏。SM_MPM组表现出最高的断裂强度（2409±383N），显著高于其他材料组（P≤0.003）。AM_CT组位列第二（1894±124N），而AM_FP和AM_VS组的断裂强度相对较低（分别为1190±302N和1265±166N），但两组间无统计学差异。

在PEEK基台组中，仅6个修复体（4个AM_CT和2个AM_FP）表现为单纯的冠部断裂，其余26个修复体（81.25%）均出现基台相关并发症：15个（46.9%）表现为基台变形但冠部完好，11个（34.4%）表现为冠部和基台同时损坏。由于失效模式的高度不一致性，PEEK组的数据被排除在统计学分析之外。

失效模式分布

卡方检验显示不同材料-基台组合的失效模式分布存在显著差异（P<0.001）。钛基台上的修复体全部表现为无基台损坏的灾难性冠部断裂。而在PEEK基台上，失效模式因材料而异：AM_CT组中50%为冠部断裂，50%为基台变形；AM_VS组中87.5%表现为冠部和基台同时损坏；AM_FP组中37.5%为基台变形，37.5%为联合损坏；SM_MPM组中87.5%表现为基台变形。

讨论与结论

本研究首次系统评估了AM和SM制作的种植支持式树脂修复体在PEEK和钛基台上的力学性能差异。研究结果部分拒绝了原假设：冠材料显著影响修复体的断裂强度，但由于PEEK基台组失效模式的高度变异性，基台类型对断裂强度的影响无法进行有效的统计学比较。

从临床意义来看，所有测试修复体均能承受报道的后牙生理性咬合力范围（200-900N），支持它们作为临时修复体使用长达一年。特别是钛基台上的修复体表现稳定，SM_MPM和AM_CT材料显示出优异的力学性能。然而，PEEK基台组高达81%的基台相关并发症发生率令人担忧，这表明在存在副功能习惯或高咬合力的患者中需谨慎使用PEEK基台。

材料性能差异方面，SM_MPM的优异表现可能归因于工业化的高压高温聚合工艺，促进了更高的单体转化率和更低的残留单体含量。在AM材料中，AM_CT的较好性能可能与其含有30-50wt%无机填料相关，而AM_VS和AM_FP的相当性能表明除填料含量外，转化程度、交联密度或老化敏感性等因素也起着决定性作用。

研究的局限性包括仅测试了一种植入系统品牌和一种植入体-基台连接类型，使用标准化冠部几何形态，以及仅评估单一树脂水门汀。未来的研究应探索更多样化的基台设计、材料和数字化制造参数。

综上所述，本研究为临床医生选择临时修复方案提供了重要参考：钛基台配合SM或高性能AM树脂材料能够提供可靠的临时修复解决方案；而PEEK基台虽然具有良好的美学性能，但其机械稳定性问题需要引起足够重视，特别是在力学要求较高的后牙区域。这项研究填补了数字化制造修复体力学性能研究中的重要空白，为精准修复治疗提供了科学依据。