DOI: https://doi.org/10.1186/s12903-025-06527-9
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/40635017
تاريخ النشر: 2025-07-09
المؤلف: Noushin Jalayer Naderi وآخرون
الموضوع الرئيسي: المواد السنية والترميمات
نظرة عامة
تدرس هذه الدراسة فعالية بروتوكولات معالجة السطح المختلفة لإصلاح السيراميك الهجين وغير الهجين. تم تعريض أربعة أنواع من عينات السيراميك – نوعين هجينين (Vita Enamic وLava Ultimate) ونوعين غير هجينين (VITABLOCS Mark II وزركونيا) – لـ 10,000 دورة حرارية ثم تم معالجتها بإحدى أربع طرق: بدون معالجة، الطحن باستخدام كربيد السيليكون، النفخ بالرمل، أو النقش بحمض الهيدروفلوريك 9% (HF). بعد المعالجة، تم إصلاح العينات باستخدام لاصق عالمي وراتنج مركب، وتم قياس قوة الربط الميكروشر (µSBS).
أشارت النتائج إلى أن كل من نوع السيراميك ومعالجة السطح أثرت بشكل كبير على µSBS (P < 0.05). لوحظت أعلى قيم µSBS للسيراميك الهجين-VE، الهجين-LU، وغير الهجين-VM عند معالجتها باستخدام طحن كربيد السيليكون، النفخ بالرمل، ونقش HF 9%، على التوالي. بالنسبة للزركونيا، كانت النفخ بالرمل هي التي حققت أعلى µSBS، على الرغم من أن هذا لم يكن ذا دلالة إحصائية. ومن الجدير بالذكر أن الهجين-LU والزركونيا غير الهجينة أظهرتا أعلى µSBS عندما لم يتم تطبيق أي معالجة أو تم استخدام النفخ بالرمل. خلصت الدراسة إلى أن المعالجات السطحية المثلى للسيراميك المعني كانت فعالة، ولكن بالنسبة للزركونيا، لم تعزز المعالجات السطحية بشكل كبير قوة الربط مقارنة بعدم المعالجة. علاوة على ذلك، فقط الهجين-LU والزركونيا غير الهجينة المعالجة بالنفخ بالرمل حققت عتبات قوة الربط المقبولة سريرياً، مما يشير إلى ملاءمتها للإصلاحات في المناطق ذات مخاطر الكسر العالية.
مقدمة
تسلط مقدمة هذه الورقة البحثية الضوء على التقدمات الكبيرة في أنظمة التصميم والتصنيع بمساعدة الكمبيوتر في طب الأسنان (CAD/CAM)، وخاصة في طب الأسنان الاصطناعي، حيث يتم استخدام مواد مثل السيراميك الزجاجي، السيراميك متعدد البلورات، وسيراميك راتنجات. تُعتبر السيراميك الفلسبارية، وهي نوع فرعي من السيراميك الزجاجي، معروفة بجاذبيتها الجمالية ولكنها محدودة بسبب الهشاشة ومشكلات القابلية للتشغيل. بالمقابل، توفر السيراميك الجديدة من راتنجات والسيراميك الهجينة، مثل Lava Ultimate وVita Enamic، خصائص ميكانيكية محسنة وتكيف هامشي، مما يعالج بعض أوجه القصور في المواد التقليدية. على الرغم من هذه الابتكارات، لا يزال الكسر وضع الفشل السائد للإصلاحات CAD/CAM، مما يتطلب غالبًا إما استبدالًا كليًا أو إصلاحًا داخل الفم.
تؤكد الدراسة على أهمية إنشاء رابطة قوية بين الإصلاحات المكسورة ومواد الإصلاح، مثل راتنجات المركب، خاصة بالنظر إلى التحديات التي تطرحها بلمرة الضغط العالي ودرجة الحرارة العالية لإصلاحات CAD/CAM. يتم مناقشة طرق معالجة السطح المختلفة، بما في ذلك الطرق الميكانيكية مثل النفخ بالرمل والمعالجات الكيميائية مثل النقش بحمض الهيدروفلوريك، لفعاليتها في تعزيز قوة الربط. تهدف هذه الدراسة المعملية الحالية إلى تقييم تأثير المعالجات السطحية المختلفة – الطحن باستخدام كربيد السيليكون، النفخ بالرمل، والنقش بحمض HF 9% – على قوة الربط للإصلاح لكل من السيراميك الهجين وغير الهجين. تحفز هذه التحقيقات الحاجة إلى طرق معالجة سطحية عملية وفعالة تُستخدم عادة في عيادات الأسنان.
طرق
توضح قسم “الطرق” في الورقة البحثية المواد والمنهجيات المستخدمة في الدراسة. تتفصل في المواد المحددة المستخدمة، بما في ذلك أي مواد كيميائية، أدوات، أو تقنيات كانت جزءًا لا يتجزأ من التصميم التجريبي. يصف القسم أيضًا الإجراءات المتبعة لضمان إمكانية تكرار النتائج وموثوقيتها، بما في ذلك أي تحليلات إحصائية تم إجراؤها.
بالإضافة إلى ذلك، قد تشمل الطرق تصميم التجارب، تقنيات أخذ العينات، وأي ضوابط تم تنفيذها للتحقق من النتائج. هذه المقاربة الدقيقة ضرورية لإرساء مصداقية نتائج البحث وتسمح بتفسير دقيق للبيانات التي تم جمعها. بشكل عام، تم تصميم الطرق المستخدمة لمعالجة أسئلة البحث بفعالية مع الالتزام بالبروتوكولات العلمية المعمول بها.
نتائج
تشير نتائج الدراسة إلى أن كل من نوع السيراميك ومعالجة السطح تؤثر بشكل كبير على قيم قوة الربط الميكروشر (µSBS)، كما تم تحديده بواسطة تحليل التباين الثنائي (P < 0.05). كشفت التحليلات اللاحقة أن السيراميك الهجين-VE، الطحن باستخدام كربيد السيليكون حقق أعلى قيمة µSBS، بينما أنتجت المعالجات السطحية الأخرى نتائج مشابهة. بالمقابل، بالنسبة للسيراميك الهجين-LU والزركونيا غير الهجينة، كانت النفخ بالرمل هي التي حققت أعلى قيم µSBS. أشار اختبار Tukey HSD اللاحق إلى وجود اختلافات كبيرة في قيم µSBS بين السيراميك لكل معالجة سطحية، كما هو موضح بواسطة حروف كبيرة مختلفة، بينما تشير الحروف الصغيرة إلى اختلافات غير ذات دلالة بين المعالجات السطحية داخل كل مجموعة سيراميك. من الجدير بالذكر أن النقش بحمض HF 9% أنتج أعلى قيمة µSBS للإصلاح للسيراميك غير الهجين-VM (P < 0.05). في السيناريوهات التي لم يتم فيها تطبيق أي معالجة سطحية أو تم استخدام النفخ بالرمل، أظهرت السيراميك الهجين-LU والزركونيا غير الهجينة قيم µSBS أعلى بشكل كبير مقارنة بالسيراميك الأخرى. على العكس، عندما تمت معالجة الأسطح بحمض HF 9% أو تم طحنها باستخدام أوراق كربيد السيليكون، أظهرت السيراميك الهجين-VE وغير الهجين-VM أدنى قيم µSBS للإصلاح، على التوالي (P < 0.05). جميع العينات التي تم تحليلها أظهرت أنماط فشل لاصق، كما هو موضح في الشكل 1.
مناقشة
في هذه الدراسة، تم تقييم قوة الربط الميكروشر (µSBS) لمواد السيراميك المختلفة القديمة، بما في ذلك الهجين-VE، الهجين-LU، غير الهجين-VM، والزركونيا، بعد اتباع بروتوكولات معالجة سطحية مختلفة: النقش بحمض الهيدروفلوريك 9% (HF)، النفخ بالرمل، وطحن كربيد السيليكون. أشارت النتائج إلى أن فعالية هذه المعالجات السطحية كانت تعتمد بشكل كبير على نوع المادة. من الجدير بالذكر أن النفخ بالرمل باستخدام جزيئات أكسيد الألمنيوم عزز بشكل كبير قوة الربط للسيراميك غير الهجين الزركونيا والهجين-LU مقارنة بالأسطح غير المعالجة. بالمقابل، كان النقش بحمض HF فعالًا بشكل خاص للسيراميك غير الهجين-VM، بينما حقق طحن كربيد السيليكون أعلى µSBS للسيراميك الهجين-VE.
كما أبرزت الدراسة أن فقط الهجين-LU والزركونيا غير الهجينة المعالجة بالنفخ بالرمل حققت عتبات قوة الربط المقبولة سريرياً، مما يشير إلى ملاءمتها للإصلاحات في المناطق ذات مخاطر الكسر العالية. كانت أنماط فشل الربط التي لوحظت بشكل رئيسي هي لاصقة، مما يشير إلى مشكلات محتملة في جودة الربط عبر جميع العينات. يوصي المؤلفون بمزيد من البحث لاستكشاف لاصقات وراتنجات مركبة مختلفة، بالإضافة إلى تقييم خصائص السطح باستخدام تقنيات متقدمة مثل المجهر الإلكتروني الماسح (SEM)، للتحقق من هذه النتائج في البيئات السريرية.
DOI: https://doi.org/10.1186/s12903-025-06527-9
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/40635017
Publication Date: 2025-07-09
Author(s): Noushin Jalayer Naderi et al.
Primary Topic: Dental materials and restorations
Overview
This study examined the effectiveness of various surface treatment protocols for repairing hybrid and non-hybrid ceramics. Four types of ceramic samples—two resin-hybrid (Vita Enamic and Lava Ultimate) and two non-hybrid (VITABLOCS Mark II and zirconia)—were subjected to 10,000 thermocycles and then treated with one of four methods: no treatment, grinding with silicon carbide, sandblasting, or etching with 9% hydrofluoric acid (HF). Following treatment, the samples were repaired using a universal adhesive and composite resin, and the microshear bond strength (µSBS) was measured.
The results indicated that both the type of ceramic and the surface treatment significantly affected the µSBS (P < 0.05). The highest µSBS values were observed for hybrid-VE, hybrid-LU, and non-hybrid-VM ceramics when treated with silicon carbide grinding, sandblasting, and 9% HF etching, respectively. For zirconia, sandblasting yielded the highest µSBS, although this was not statistically significant. Notably, hybrid-LU and non-hybrid zirconia showed the highest µSBS when no treatment or sandblasting was applied. The study concluded that optimal surface treatments for the respective ceramics were effective, but for zirconia, surface treatments did not significantly enhance bond strength compared to no treatment. Furthermore, only hybrid-LU and non-hybrid zirconia treated with sandblasting met clinically acceptable bond strength thresholds, suggesting their suitability for restorations in high-fracture-risk areas.
Introduction
The introduction of this research paper highlights the significant advancements in dental computer-aided design and manufacturing (CAD/CAM) systems, particularly in prosthodontics, where materials such as glass-matrix ceramics, polycrystalline ceramics, and resin-matrix ceramics are utilized. Feldspar ceramics, a subtype of glass-matrix ceramics, are noted for their aesthetic appeal but are limited by brittleness and machinability issues. In contrast, newer resin-matrix ceramics and hybrid ceramics, like Lava Ultimate and Vita Enamic, offer improved mechanical properties and marginal adaptation, addressing some of the shortcomings of traditional materials. Despite these innovations, fracture remains a prevalent failure mode for CAD/CAM restorations, often necessitating either total replacement or intraoral repair.
The study emphasizes the importance of establishing a robust bond between fractured restorations and repair materials, such as resin composites, particularly given the challenges posed by the high-pressure and high-temperature polymerization of CAD/CAM restorations. Various surface treatments, including mechanical methods like sandblasting and chemical treatments such as hydrofluoric acid etching, are discussed for their effectiveness in enhancing bond strength. The present in vitro study aims to assess the impact of different surface pretreatments—grinding with silicon carbide, sandblasting, and etching with 9% HF—on the repair bond strength of both hybrid and non-hybrid ceramics. This investigation is motivated by the need for practical and effective surface treatment methods commonly used in dental clinics.
Methods
The “Methods” section of the research paper outlines the materials and methodologies employed in the study. It details the specific materials used, including any reagents, instruments, or technologies that were integral to the experimental design. The section also describes the procedures followed to ensure reproducibility and reliability of the results, including any statistical analyses performed.
Additionally, the methods may include the design of experiments, sampling techniques, and any controls implemented to validate the findings. This rigorous approach is crucial for establishing the credibility of the research outcomes and allows for accurate interpretation of the data collected. Overall, the methods employed are designed to address the research questions effectively while adhering to established scientific protocols.
Results
The results of the study indicate that both ceramic type and surface treatment significantly influence the micro shear bond strength (µSBS) values, as determined by a two-way ANOVA (P < 0.05). Post-hoc analysis revealed that for the hybrid-VE ceramic, silicon carbide grinding yielded the highest µSBS value, while other surface treatments produced similar results. In contrast, for hybrid-LU and non-hybrid zirconia ceramics, sandblasting resulted in the highest µSBS values. The Tukey HSD post-hoc test indicated significant differences in µSBS values between ceramics for each surface treatment, as denoted by different uppercase letters, while lowercase letters indicated non-significant differences among surface treatments within each ceramic group. Notably, etching with 9% HF produced the highest repair µSBS value for the non-hybrid-VM ceramic (P < 0.05). In scenarios where no surface treatment was applied or sandblasting was used, hybrid-LU and non-hybrid zirconia ceramics demonstrated significantly higher µSBS values compared to other ceramics. Conversely, when surfaces were treated with 9% HF or ground with silicon carbide papers, hybrid-VE and non-hybrid-VM ceramics exhibited the lowest repair µSBS values, respectively (P < 0.05). All samples analyzed displayed adhesive failure modes, as illustrated in Figure 1.
Discussion
In this study, the microshear bond strength (µSBS) of various aged ceramic materials, including hybrid-VE, hybrid-LU, non-hybrid-VM, and zirconia, was evaluated following different surface treatment protocols: 9% hydrofluoric acid (HF) etching, sandblasting, and silicon carbide grinding. The findings indicated that the effectiveness of these surface treatments was highly dependent on the material type. Notably, sandblasting with aluminum oxide particles significantly enhanced the bond strength of non-hybrid zirconia and hybrid-LU ceramics compared to untreated surfaces. Conversely, HF etching was particularly effective for non-hybrid-VM ceramics, while silicon carbide grinding yielded the highest µSBS for hybrid-VE ceramics.
The study also highlighted that only hybrid-LU and non-hybrid zirconia treated with sandblasting achieved clinically acceptable bond strength thresholds, suggesting their suitability for restorations in high-fracture-risk areas. The bond failure modes predominantly observed were adhesive, indicating potential issues with bond quality across all samples. The authors recommend further research to explore different adhesives and composite resins, as well as to assess surface properties using advanced techniques like Scanning Electron Microscopy (SEM), to validate these findings in clinical settings.