ポリエーテルエーテルケトンの表面特性と接着性能に及ぼす各種官能性モノマーの反応の影響

Effects of various functional monomers' reaction on the surface characteristics and bonding performance of polyetheretherketone.

抄録

目的:

ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)は、機械的特性、生体適合性、審美性などの点から、歯科分野で注目されている新しい高分子材料である。しかし，PEEKと他の材料との接着性能は好ましくない．本研究では、異なる官能性モノマーまたはポリマーを含むプライマーの化学作用下におけるPEEKの表面特性の変化を解析し、PEEKと歯科用セメントの接着性能を評価することを目的とした。

PURPOSE: Polyetheretherketone (PEEK) is a new polymeric material that has received significant attention in dentistry because of its mechanical properties, biocompatibility, and aesthetics. However, the bonding performance of PEEK to other materials is not preferable. This study aimed to analyze the variations in the surface characteristics of PEEK under the chemical action of primers containing different functional monomers or polymers and to evaluate the bonding performance of PEEK and dental cement.

方法:

円盤状のPEEKサンプルを歯科用ミリング、酸化アルミナによるブラスト、および機能性モノマーまたはポリマーを含むプライマーによる被覆によって作製した。試料の表面特性を顕微鏡および分光学的に分析した。PEEKと歯科用セメントのせん断接着強さ（SBS）は、サーモサイクルの有無にかかわらず、万能試験機を用いて試験した。最後に、データを統計的に分析し、比較した。

METHODS: Disk-shaped PEEK samples were prepared by dental milling, blasting with alumina oxide, and covering with primers containing functional monomers or polymers. The surface characteristics of the samples were analyzed by microscopy and spectroscopy. The shear bond strength (SBS) between PEEK and dental cement, with and without thermocycling, was tested using a universal testing machine. Finally, the data were statistically analyzed and compared.

結果:

機能性モノマーまたはポリマーをPEEK表面に接着させることに成功した。この処理により、親水性と表面自由エネルギーが有意に改善された（P < 0.05）。ペンタエリスリトールトリアクリレートを含むプライマーは、サーモサイクルなしで最も高いSBSを示した（13.89MPa）。一方、ウレタンジメタクリレート（UDMA）とメチルメタクリレート（MMA）を含むプライマー（HC群と略記）は、最高のSBSを示し、サーモサイクル後の減少率は最低（25.51%）であった。特筆すべきは、すべての試験グループがISO10477規格の5MPaを達成したことである。サーモサイクル後、HC群を除くすべての群で接着不良が最も大きな割合を占めた。

RESULTS: Functional monomers or polymers were successfully bonded to the surface of PEEK. This treatment significantly improved its hydrophilicity and surface free energy (P < 0.05). The primer containing pentaerythritol triacrylate had the highest SBS without thermocycling (13.89 MPa). Meanwhile, the primers containing urethane dimethacrylate (UDMA) and methyl methacrylate (MMA) (abbreviated as the HC group) showed the highest SBS and lowest reduction (25.51%) after thermocycling. Notably, all the testing groups achieved the ISO10477 standard of 5 MPa. After thermocycling, adhesive failure accounted for the largest proportion of failures in all the groups except the HC group.

結論:

化学的プライミング処理により，PEEKと歯科用セメントのSBSは著しく改善される．さらに，UDMAとMMAの両方を含むプライマーは，PEEK材料の接着を改善することができる．

CONCLUSIONS: The chemical priming treatment can significantly improve the SBS of PEEK and dental cement. Moreover, a primer containing both UDMA and MMA can provide improved bonding for PEEK materials.