ISO 29022:2013 — 牙科学——粘接——缺口边缘剪切粘接强度测试

ISO 29022 标准概述

ISO 29022:2013 规定了使用专门的缺口边缘剪切测试装置测定牙科粘接系统与人牙基底粘接剪切强度的测试方法。该标准的制定是为了响应对于比现有替代方法（如传统的金属丝环剪切粘接强度测试或微拉伸粘接强度测试）更具可重复性和临床相关性的粘接强度测试方法学的需求。缺口边缘设计在粘接界面处提供受控的应力分布，减少了历史上困扰牙科粘接测试的变异性。

对于牙科材料研究人员而言，ISO 29022 代表了比传统金属丝环剪切测试的显著改进。标准化的缺口边缘几何在粘接界面处产生更均匀的应力分布，减少数据分散程度，并为不同粘接系统之间提供更可靠的区分。研究表明，变异系数从金属丝环法的 30-50% 改善到缺口边缘法的 15-25%。

该标准适用于所有类型的用于将修复材料（复合树脂、复合体、树脂改性玻璃离子水门汀）粘接到牙体结构的牙科粘接系统。它涵盖了试样制备、储存条件、测试装置规格、加载参数和数据报告要求。

试样制备与基底处理

牙齿选择与储存

ISO 29022 为牙齿基底的选择和处理提供了详细规范，认识到基底变异性是测试结果分散的主要来源。标准规定应在规定时间范围内使用拔除的人体磨牙，存储在适当的介质中，并检查缺陷。牙齿基底制备包括包埋在丙烯酸或环氧树脂中，通过磨削暴露平坦的釉质或牙本质表面，并将表面粗糙度标准化为规定的砂砾尺寸。

参数	ISO 29022 规范	原理
牙齿类型	人磨牙（无龋）	具有临床相关性的标准化基底
储存介质	0.5% 氯胺溶液，4 °C	保存牙体结构而不改变粘接潜力
储存时间	拔牙后最多 6 个月	防止牙体基底性能退化
表面制备	600目SiC砂纸，水冷下	标准化的玷污层以确保可重现粘接
粘接面积	由粘接剂涂布直径定义（2-3 mm）	控制测试界面几何形状
测试时试样龄期	粘接后 24 h ± 2 h	标准化储存以确保一致粘接剂聚合

牙科粘接强度测试中最常被忽视的变量是粘接后试样的储存温度。ISO 29022 规定在 37 °C（体温）蒸馏水中储存 24 小时。即使 5 °C 的温度偏差也会影响粘接剂聚合物的转化率，可能改变粘接强度结果 15-30%。

缺口边缘剪切测试装置

ISO 29022 测试方法的主要特征在于缺口边缘剪切测试装置。与通过金属丝环或平刀片施加载荷的传统剪切测试不同，缺口边缘设计包含一个精密加工的缺口，其形状贴合粘接点周围，确保载荷在粘接界面处一致地施加。该装置安装在万能试验机上，以受控的十字头速度（通常为 0.5 mm/min 或 1.0 mm/min）施加载荷直至粘接失效。

可靠粘接强度测量的工程见解

缺口边缘设计解决了早期剪切测试方法的一个关键局限性——粘接界面处的非均匀应力分布现象。有限元分析研究表明，缺口边缘几何将应力集中在粘接界面本身，而非基底或修复材料中，从而能够测量真实的界面粘接强度，而非其中一种粘接材料的内聚破坏。这对于现代粘接系统尤为重要，因为它们可能达到接近牙体基底本身内聚强度的粘接强度。

标准还解决了失效模式分类的关键问题。测试后，每个试样必须放大（通常 10-20×）检查，将失效模式分类为粘接性（界面处）、牙本质/釉质内聚性、复合树脂内聚性或混合型。失效模式分布提供了有关粘接系统性能的宝贵诊断信息，补充了数值粘接强度数据。

在分析 ISO 29022 测试结果时，工程师应密切关注失效模式分布，而非仅关注平均粘接强度。高平均粘接强度但 100% 粘接性失效表明存在改进潜力，而较低的平均粘接强度但混合型或内聚性失效表明界面粘接良好，但受限于基底或材料的内聚强度。

常见问题解答

问1：ISO 29022 与微拉伸粘接强度测试相比如何？
微拉伸测试未被 ISO 29022 取代，而是提供了试样制备更简单和技术敏感性更低的替代方法。由于压缩应力分量，缺口边缘剪切测试通常产生比微拉伸更高的粘接强度值，但更具可重复性且对技术敏感性更低。许多研究人员建议使用两种方法进行全面评估。

问2：ISO 29022 能否仅用于测试牙本质粘接？
可以，该标准涵盖釉质和牙本质基底。对于牙本质测试，将牙体基底磨削暴露中冠牙本质，并用 600 目 SiC 砂纸标准化表面。由于牙本质具有较高的含水量和有机成分，牙本质粘接强度通常为釉质粘接强度的 40-60%。

问3：ISO 29022 测试的建议样本量是多少？
标准建议每个测试组至少 15 个试样，这为检测粘接系统之间的临床相关差异提供了足够的统计功效。缺口边缘测试的变异系数通常为 15-25%，需要比金属丝环剪切测试（变异 30-50%）更少的试样来达到相同的统计区分能力。