通過激光表面紋理處理,可改善氧化鋯植入體性能,佳美機(jī)械梅工18540392279
近期,韓國首爾國立大學(xué)的一項(xiàng)重要研究使用表面過渡機(jī)(STM)探索了激光表面紋理化(LST)對(duì)預(yù)燒結(jié)氧化鋯的影響。研究團(tuán)隊(duì)將LST技術(shù)與傳統(tǒng)噴砂方法進(jìn)行對(duì)比,重點(diǎn)分析了其對(duì)氧化鋯表面特性以及與樹脂水泥的剪切粘結(jié)強(qiáng)度(SBS)的影響。
研究結(jié)果表明,基于STM的LST技術(shù)在改善氧化鋯表面特性和增強(qiáng)粘結(jié)力方面,表現(xiàn)出更為優(yōu)越的效果。與傳統(tǒng)噴砂技術(shù)相比,LST不僅簡化了粘接過程,還可能為臨床帶來更為可靠的修復(fù)效果。此項(xiàng)成果已于近日在《Prosthesis》期刊上發(fā)表,為牙科修復(fù)材料的表面處理技術(shù)提供了新的思路。
激光表面紋理化過程
研究背景
氧化鋯因其優(yōu)異的機(jī)械性能,已成為現(xiàn)代牙科修復(fù)的重要材料,尤其適用于后牙修復(fù)和種植體支持的牙冠。然而,氧化鋯的非二氧化硅基晶體結(jié)構(gòu)在實(shí)現(xiàn)可靠粘接方面存在挑戰(zhàn),特別是在短冠、覆蓋修復(fù)等固位有限的情況下,這需要優(yōu)化粘接方案以確保臨床成功。
目前,增強(qiáng)氧化鋯粘結(jié)強(qiáng)度的方法主要有機(jī)械處理和化學(xué)處理兩種。機(jī)械處理(如氧化鋁噴砂)通過增加表面粗糙度來提高粘結(jié)力,而化學(xué)處理則采用含有10-MDP的底漆和樹脂水泥,已被證明有效。盡管噴砂有效,但也可能帶來微裂紋,損害氧化鋯的機(jī)械完整性。因此,激光表面紋理化(LST)作為一種替代技術(shù),成為研究的重點(diǎn)。
研究進(jìn)展
研究人員使用表面過渡機(jī)(STM)和光纖激光器對(duì)氧化鋯塊進(jìn)行激光表面紋理化(LST)處理,處理時(shí)間為1小時(shí),處理后再進(jìn)行燒結(jié)。通過白光干涉儀(WLI)和掃描電子顯微鏡(SEM)分析了未處理和STM處理氧化鋯樣品的表面紋理與粗糙度。為了更好地對(duì)比,另增一個(gè)樣品進(jìn)行了氧化鋁噴砂處理。
此外為了評(píng)估粘結(jié)力,制備了方形和圓柱形氧化鋯試樣,并根據(jù)表面處理和粘結(jié)條件進(jìn)行分組:STM+樹脂水泥無底漆、STM+樹脂水泥有底漆、噴砂+樹脂水泥無底漆和噴砂+樹脂水泥有底漆。
掃描電鏡結(jié)果顯示,激光加熱導(dǎo)致氧化鋯局部熔化并再固化,形成具有改善微觀形貌的紋理表面,表面深度約50μm,紋理均勻,且晶體結(jié)構(gòu)未發(fā)生變化。WLI圖像顯示粗糙度增大,表面不規(guī)則性和拓?fù)鋸?fù)雜性增加。
未處理和經(jīng)過STM處理的氧化鋯表面
接觸角測量進(jìn)一步驗(yàn)證了這些結(jié)果,STM處理氧化鋯接觸角顯著低于其他兩者,表明其表面濕潤性改善。而在剪切粘結(jié)強(qiáng)度測量中,STM處理氧化鋯也表現(xiàn)出最高的粘結(jié)強(qiáng)度。
結(jié)論
總之,結(jié)果表明STM-LST能夠改善氧化鋯的表面特性,并克服了噴砂技術(shù)的局限,顯示出良好的臨床應(yīng)用前景。然而,本研究也存在一定局限性,例如剪切粘結(jié)強(qiáng)度測量主要集中在氧化鋯-氧化鋯界面,未能涵蓋更具臨床意義的牙齒-氧化鋯界面。未來研究應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注長期粘結(jié)強(qiáng)度的穩(wěn)定性、激光參數(shù)的優(yōu)化,并通過提取的人工牙進(jìn)行評(píng)估,以更好地驗(yàn)證該技術(shù)的實(shí)際效果和耐久性。