永久冠树脂:热老化试验能为牙科技工所提供哪些信息

仅凭一个强度数值,牙科技工所无法判断哪种永久冠树脂适合自己的工作流程。应核查测试对象、试样制备方法,以及老化后的变化。 本文回顾的研究通过热循环,让试样反复在5和55 °C水浴之间转移,以观察其在规定实验室暴露条件下的反应。 [1] [2] [3]
本文回顾的三项直接研究说明了原因:一项报告外表面偏差增大,同时测得的边缘间隙减小;另一项未发现热老化对牙冠断裂载荷或粗糙度有显著影响;第三项发现老化后不同后固化组之间存在差异,但未测量未经老化的强度基线。 [1] [2] [3]
- 匹配测量指标与试验设置:MPa、牙冠失效载荷和边缘间隙回答的是不同问题。
- 确认现有证据是否覆盖技工所计划采用的树脂、打印机、后固化和精整流程。
- 将循环次数理解为实验室暴露条件,而非经过验证的使用年限。
使用 供应商检查清单 ,将这些核查转化为具体的资料索取要求。
我们比较的是什么证据?
这些实验室研究采用具名商业材料,通过特定打印机和后处理程序制备试样。Melc及其同事的背景论文有助于区分测试方法,但并未提供针对打印永久冠树脂的直接证据。 [4]
| 研究 | 材料与试样 | 暴露条件与测量结果 | 主要局限 |
|---|---|---|---|
| Peng et al. (2025) [1] | FREEPRINT crown;20个DLP制造牙冠,壁厚1.5 mm | 10,000次循环,5–55 °C;3D精度及边缘/内部间隙 | 仅一种树脂和一种打印流程;未进行断裂测试。 |
| Sahin 和 Tokar (2026) [2] | Crowntec、VarseoSmile Crown Plus和铣削VITA Enamic;180个粘接于钛基台的牙冠 | 10,000次循环,5–55 °C;三种壁厚的表面粗糙度与断裂载荷 | 特定的牙冠–粘接剂–基台组合;未施加循环机械载荷。 |
| Baytur和Diken Turksayar(2025;2024年在线发表) [3] | Formlabs Permanent Crown;90个圆盘,直径10 mm × 厚度2 mm;九个后固化组 | 5,000次循环,5–55 °C;老化前后测量光学性质与粗糙度;老化后测量强度 | 未设置未经老化的弯曲强度对照;仅一种树脂和一台固化设备。 |
| Melc等(2024),仅作背景 [4] | 铣削CAD/CAM修复材料及直接修复复合材料条状试样 | 联合热老化与机械老化;三点弯曲 | 用于比较方法,并非打印永久冠树脂的直接证据。 |
这些研究回答不同的问题,不应将其数值合并为通用材料排名。
首先区分测试指标
以MPa表示的数值与以N表示的牙冠失效载荷是不同的物理量。即使单位相同,测量结果也可能指向不同指标:表面扫描偏差和边缘间隙均以微米表示,但参照点和测量方法不同。 [1] [2] [3]
表2. 比较数值前先理解测量指标 [1] [2] [3] [4]
| 指标 | 测量的是什么 | 有效比较需要匹配的条件 |
|---|---|---|
| 弯曲强度 — MPa | 根据规定试样的弯曲试验计算的应力;Baytur和Diken Turksayar采用圆盘双轴加载。 [3] | 试验方法、试样尺寸、制备与预处理条件。双轴圆盘和三点弯曲条状试样具有不同的测试几何形状。 [4] |
| 牙冠断裂载荷 — N | 在规定支撑和加载组合中,牙冠失效时的力。 [2] | 牙冠形状与厚度、基台、粘接方式、加载位置及老化方案。它与MPa不是同一物理量。 |
| 表面真实度 — RMS,μm | 扫描牙冠表面与其CAD参考模型之间偏差的均方根值。 [1] | 扫描仪、配准方法及测量区域。RMS偏差并非牙冠与基台之间的间隙。 |
| 边缘/内部间隙 — μm | 通过硅橡胶复制体估算,测量就位牙冠与支撑模型之间特定部位的空间。 [1] | 设计的粘接剂间隙、就位方法、测量部位及复制程序。数值更小并不自动意味着更好。 |
| 表面粗糙度 — Ra,μm | 在制备表面上测得的轮廓算术平均粗糙度。 [2] [3] | 精整流程、测量位置、仪器设置、材料及预处理条件。 |
| 颜色变化 — ΔE00 | 根据规定暴露前后的测量结果计算的CIEDE2000色差。 [3] | 测量条件、试样厚度、精整、固化和老化介质。这不是强度指标。 |
使用相同单位和可比的方案。仅单位相同,并不足以使两项研究具有可比性。
技工所比较供应商报告时,实用的第一步是将各项结果归入正确类别,再比较试样制备和测试条件。采用不同弯曲方法或更厚牙冠所获得的更高数值,本身并不能说明材料更好。
尺寸偏差增大时,边缘间隙能否同时减小?
可以。Peng及其同事测试了DLP制造的FREEPRINT crown修复体,壁厚1.5 mm,设计粘接剂间隙为50 μm。他们通过扫描评估表面精度,通过硅橡胶复制体评估适合性。下列两项结果向相反方向变化。 [1]
表3. 同一研究中的两项几何结果 [1]
| 报告的测量指标 | 未经热老化 | 热老化后 | 解释 |
|---|---|---|---|
| 外表面真实度,RMS(μm) | 60.8 ± 6.6 | 84.4 ± 4.6 | 相对CAD参考模型的偏差更大。 |
| 冠状面边缘间隙(μm) | 70.8 ± 5.1 | 46.9 ± 6.9 | 测得的复制体间隙更小;不代表整体改善。 |
均值 ± 标准差,来自Peng等的结果部分。方案采用5和55 °C之间的10,000次循环。 [1]
外表面RMS的增加具有统计学显著性(p < 0.001)。作者还报告,特定部位的边缘和咬合面间隙减小,而试样间精密度未受到显著影响。简单表述为“适合性变差”会丢失这些区别。 [1]
作者提出吸水与膨胀可能解释尺寸变化。这一解释应与实测结果分开:该实验并未直接证实所提出的机制。复制体间隙更小,本身也不能证明就位效果或临床表现更好。 [1]
报告说明: 论文描述了20个牙冠分为未经老化组和老化组,但统计部分报告采用配对检验。因此,表3沿用作者的条件标签,不对额外的试样追踪细节作假设。 [1]
对于牙冠断裂载荷,“老化影响不显著”意味着什么?
Sahin和Tokar使用粘接于钛基台的牙冠,比较两种打印复合树脂与铣削VITA Enamic,测试了三种壁厚。断裂载荷结果来自相互独立的水储存对照组和热老化组。 [2]
阅读重点: 比较品牌前,先在相同材料和厚度内比较对照组与老化组。本实验中,厚度影响断裂载荷,而报告的热老化影响不显著。 [2]
图1. 牙冠断裂载荷与表面粗糙度
来源:Sahin和Tokar原文表2和表3。 [2]
查看完整断裂载荷数据:均值、范围和统计分组
表4. Sahin和Tokar测试条件下的牙冠断裂载荷 [2]
在表格内横向滚动,查看全部7列。
| 材料 | 壁厚(mm) | 对照:37 °C水储存,n = 10 均值 ± SD(N) | 对照 中位数(最小值–最大值),N | 热循环:10,000次循环,n = 10 均值 ± SD(N) | 热老化组 中位数(最小值–最大值),N | 合并比较 均值 ± SD(N),Duncan分组 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Crowntec | 1.0 | 425.2 ± 66.3 | 444.1 (326.1–542.6) | 413.8 ± 76.7 | 395.6 (321.3–553.5) | 419.50 ± 70.00 d |
| Crowntec | 1.5 | 670.7 ± 74.8 | 676.7 (563.0–791.8) | 657.1 ± 70.8 | 665.9 (513.3–736.9) | 663.90 ± 71.21 c |
| Crowntec | 2.0 | 909.7 ± 97.4 | 892.5 (781.6–1063.2) | 902.4 ± 100.3 | 912.0 (756.5–1051.8) | 906.00 ± 96.30 b |
| VarseoSmile Crown Plus | 1.0 | 444.1 ± 82.9 | 420.5 (349.8–622.8) | 434.3 ± 72 | 423.1 (328.5–592.2) | 439.20 ± 75.76 d |
| VarseoSmile Crown Plus | 1.5 | 688.3 ± 70.8 | 687.3 (584.0–841.7) | 676.4 ± 69.4 | 679.4 (578.8–794.3) | 682.30 ± 68.51 c |
| VarseoSmile Crown Plus | 2.0 | 953.1 ± 89.8 | 939.5 (824.5–1109.1) | 935.2 ± 92.9 | 939.2 (782.3–1059.2) | 944.10 ± 89.40 b |
| VITA Enamic | 1.0 | 503.4 ± 51.5 | 506.0 (425.6–613.4) | 480.5 ± 65.1 | 459.3 (413.6–574.7) | 491.90 ± 58.29 d |
| VITA Enamic | 1.5 | 930.7 ± 83.6 | 937.6 (806.1–1063.1) | 898.4 ± 92.5 | 914.0 (782.8–1012.7) | 914.50 ± 87.37 b |
| VITA Enamic | 2.0 | 1291.3 ± 127.8 | 1296.4 (1042.7–1503.2) | 1245.2 ± 144.9 | 1229.2 (968.5–1447.1) | 1268.00 ± 135.07 a |
数据来自原文表3;最后一列单独复现原文表4中合并对照/老化数据的比较。牙冠粘接于钛基台。每个材料–厚度亚组包含10个在37 °C蒸馏水中储存的对照牙冠,以及另外10个接受5和55 °C之间10,000次循环、间隔30 s的牙冠。这些是独立的断裂试验组,并非对同一牙冠重复进行断裂测试。Duncan字母相同表示在该项报告的合并比较中差异无统计学显著性,并不证明等效。 [2]
作者报告,在这些条件下热老化对断裂载荷的影响无统计学显著性(p > 0.05)。壁厚和材料影响了结果:1.0 mm时材料间比较无显著差异;1.5和2.0 mm时,在该试验组合中,VITA Enamic的断裂载荷高于两种打印材料。 [2]
这些结果在实验范围内有参考价值,但不能证明老化后等效、确定临床最小厚度,或预测不同支撑代型上的结果。技工所比较报告时,数值必须同时附有厚度、牙冠几何形状、粘接方式及加载位置。
表面粗糙度采用另一种测量设计:在热老化牙冠循环前后分别测量。所有材料–厚度亚组均未检测到显著的前后变化。不要将此与破坏性断裂试验采用的独立组设计混淆。 [2]
后固化比较能告诉技工所什么?
Baytur和Diken Turksayar在九个时间–温度组中测试了一种Formlabs Permanent Crown树脂。每组接受两次后固化循环,随后进行5,000次热循环。颜色和粗糙度在老化前后测量;双轴弯曲强度仅在老化后测量。 [3]
阅读重点: 各分图比较的是相同老化暴露后不同固化方案的结果,有助于识别流程敏感性,但并未测量老化前后的强度损失。 [3]
图2. 后固化条件:强度、Weibull模量与颜色变化
来源:Baytur和Diken Turksayar原文表1、表4和表5。 [3]
查看完整后固化数据:强度、颜色变化和统计分组
表5. 不同受测后固化组的老化后强度与颜色变化 [3]
在表格内横向滚动,查看全部5列。
| 每次固化循环的时间与温度 | 老化后双轴弯曲强度 均值 ± SD(MPa),Tukey分组 | 老化后双轴弯曲强度 中位数(最小值–最大值),MPa | 老化后颜色变化,ΔE00 均值 ± SD | 老化后颜色变化,ΔE00 中位数(最小值–最大值),Dunn分组 |
|---|---|---|---|---|
| 40 °C,15 min | 225.14 ± 34.82 a | 232.37 (156.76–267.03) | 1.14 ± 0.34 | 1.13 (0.6–1.65) a,b,d |
| 60 °C,15 min | 315.31 ± 27.27 b,c | 309.77 (272.93–368.55) | 0.83 ± 0.26 | 0.82 (0.32–1.16) a,c |
| 80 °C,15 min | 315.51 ± 59.93 b,c | 290.12 (244.62–407.41) | 0.32 ± 0.18 | 0.27 (0.11–0.65) c |
| 40 °C,20 min | 279.06 ± 57.84 a,b | 279.02 (172.04–362.39) | 1.44 ± 0.41 | 1.56 (0.47–1.91) a,b |
| 60 °C,20 min | 293.41 ± 41.61 b | 283.77 (224.92–360.23) | 1.07 ± 0.44 | 1.09 (0.23–1.55) a,b,c |
| 80 °C,20 min | 304.68 ± 43.98 b,c | 308.06 (250.55–380.92) | 0.46 ± 0.18 | 0.43 (0.23–0.8) c,d |
| 40 °C,30 min | 320.31 ± 41.11 b,c | 319.55 (261.97–378.17) | 1.93 ± 0.44 | 1.96 (1.29–2.56) b |
| 60 °C,30 min | 426.01 ± 39.51 d | 417.2 (381.05–508.45) | 1.47 ± 0.37 | 1.49 (1.03–2.13) a,b |
| 80 °C,30 min | 368.33 ± 47.51 c,d | 367.02 (306.82–435.21) | 0.7 ± 0.44 | 0.58 (0.23–1.53) a,c |
数据根据Baytur和Diken Turksayar的表1和表4重新整理。每组包含10个Formlabs Permanent Crown圆盘。在Form Cure中执行规定的后固化循环两次,两次循环之间移除支撑。所有组均接受5,000次热循环。强度仅在老化后测量;没有未经老化的强度基线。上标字母复现原文事后比较分组:同一指标中,共享字母的组之间无显著差异。不要跨强度和颜色测试比较字母。这些方案是实验条件,不是其他材料的操作说明。 [3]
各组强度结果总体上存在差异(p < 0.001)。最高均值出现在60 °C、30 min组,但根据报告的事后比较分组,该组与80 °C、30 min组无显著差异。因此,不应将数值最高的方案称为已获独特证明的最优方案。 [3]
最重要的是,这里比较的是 不同固化组之间的老化后结果。没有未经老化的强度对照,便无法量化热循环导致的强度损失或增加。研究也未测量单体转化率,因此涉及转化或交联的解释仍属于推测性解释,而非直接测得的机制。 [3]
生产评估时,实用的问题是现有证据是否覆盖确切的材料、固化设备和完整处理流程。该表不能为将一种树脂的时间–温度方案移用于另一种树脂提供依据。
其他受测指标也随条件变化。20 min/60 °C组的粗糙度由0.85 ± 0.23降至0.64 ± 0.15 μm(p = 0.037),而30 min/80 °C组由0.58 ± 0.19升至0.73 ± 0.20 μm(p = 0.032)。其余七个粗糙度组未出现显著的前后变化。相对半透明性仅在15 min/60 °C和20 min/40 °C组显著下降。这些结果不支持“所有表面或光学性质均恶化”的笼统表述。 [3]
为什么不同研究的结果存在差异?
这些论文之间有多个变量同时改变。Sahin和Tokar使用旋转抛光套件精整完整牙冠,而Baytur和Diken Turksayar使用碳化硅砂纸处理圆盘。树脂、打印技术、几何形状和固化设备也不相同。它们的粗糙度结果无法单独识别抛光的影响。 [2] [3]
背景示例:联合热老化与机械老化
同样,水浴热循环与联合热–机械老化也是不同的挑战。Melc的背景研究采用条状试样并加入机械加载;其结果不能代替仅接受热循环的粘接打印牙冠的结果。 [2] [4]
图3. 背景材料的热机械老化
来源:Melc等原文表2和表3(PDF第6–7页)。 [4]
十一个材料/固化组中的八组弯曲强度显著下降;Lava Ultimate、Straumann n!ce和GC Initial LRF未出现显著下降。例如,VITA Enamic从183.94 ± 13.11变为137.26 ± 35.40 MPa(p < 0.001)。这些条状试样结果说明,报告结果时应同时说明加载方案,同时仍需将其与打印牙冠证据分开。 [4]
技工所比较时: 同时记录试样几何形状、支撑与加载条件。如果多个条件不同,研究就无法确定哪个单一因素解释了结果差异。
哪些问题仍超出证据范围?
- 临床使用寿命。 循环次数描述的是实验室暴露。作者关于时间等效的假设,并不能验证修复体可使用多少年。 [1] [2] [3]
- 普遍稳定性。 某一种试验配置下结果不显著,并不能证明材料不受其他暴露影响。 [2]
- 所有操作条件。 单纯热循环不包含循环机械加载,所回顾的实验也未覆盖所有打印机、固化设备、精整流程或支撑结构。 [1] [2] [3]
- RayForm产品性能。 上述数据属于论文中具名的第三方材料及实验流程,并非RayForm测试结果、产品规格或临床适用性证据。
牙科技工所可使用的供应商检查清单
将结果用于采购或生产决策前,应先询问其背后的条件。缺少可比资料时,应记录证据缺口,而不是用其他材料的结果补足。
表6. 用老化数据比较材料前应提出的问题 [1] [2] [3] [4]
| 核查项 | 向供应商或测试实验室提问 | 如何使用回答 |
|---|---|---|
| 材料与版本 | 测试了哪种树脂、色号、批次或配方版本? | 将报告与受评估材料匹配;记录任何不一致之处。 |
| 制造流程 | 使用了哪款打印机、成型方向、层厚、清洗、干燥和后固化程序?是否重复固化循环? | 确定证据覆盖的流程,包括固化设备与设置。 |
| 试样与支撑 | 测试的是圆盘、条状试样还是完整牙冠?尺寸、支撑及粘接条件是什么? | 区分试样强度与牙冠组合的载荷;尽可能比较等效几何形状。 |
| 精整 | 表面如何精整或抛光?在哪个位置测量粗糙度? | 避免将表面结果仅归因于树脂。 |
| 老化与对照 | 温度、停留时间、循环次数和介质是什么?是否包含机械疲劳?对照组如何储存? | 比较实际暴露条件,而非所声称的临床年限。 |
| 样本量与统计 | 测试了多少试样?是否提供均值、变异程度、个体范围及统计比较? | 将不显著的发现理解为测试条件下的结果,而非等效证明。 |
| 现有证据与缺口 | 可提供哪些报告和流程文件?哪些组合或指标仍未经测试? | 决定是否需要额外内部评估前,先记录缺口。 |
该清单根据所回顾研究的测试变量与局限制定。询问可提供哪些资料,并记录缺口。 [1] [2] [3] [4]
讨论适用于您工作流程的资料
联系RayForm时,请提供三项信息:正在评估的树脂或材料、打印机型号,以及后固化设备。如有清洗和精整流程,也请一并提供,再询问哪些技术文件覆盖该组合。访问 技术支持 或 向RayForm发送您的流程详情。
参考文献
- [1] Peng PW, Chang WJ, Chou JS, Chen LX, Chuang CC, Lu YJ, Hsieh MC, Lee WF. Accuracy and fitness of digital light processing-fabricated resin-based permanent crowns after thermal aging. Journal of Dental Sciences. 2025. doi:10.1016/j.jds.2025.07.007. 全文.
- [2] Sahin NI, Tokar E. Mechanical Properties of Additively Manufactured Composite Resin vs. Subtractively Manufactured Hybrid Ceramic Implant-Supported Permanent Crowns Before and After Thermal Aging. Micromachines. 2026;17(1):116. doi:10.3390/mi17010116. 全文.
- [3] Baytur S, Diken Turksayar AA. Effects of post-polymerization conditions on color properties, surface roughness, and flexural strength of 3D-printed permanent resin material after thermal aging. Journal of Prosthodontics. 2025;34(3):298–307; 首次在线发表 2024. doi:10.1111/jopr.13818. 全文.
- [4] Melc T, Attin T, Eyüboğlu TF, Özcan M. Flexural Strength of Modern CAD/CAM Restoratives After Artificial Aging. Materials. 2024;17(21):5178. doi:10.3390/ma17215178. 仅用作方法学背景。