Abstract Background: Digital dentistry has transformed restorative workflows through computer-aided design and manufacturing (CAD-CAM), enabling the use of chemically diverse materials for definitive restorations. Among these, subtractive manufacturing (SM) has demonstrated exceptional outcomes with monolithic restorations. With the emergence of additively manufactured (AM) hybrid dental materials for definitive single-tooth restorations, there is growing interest in evaluating their material-specific properties. While the performance of SM materials has been well-documented in multiple studies, comparable evidence for AM counterparts remains scarce, particularly for bonding behavior. Methodology: A total of 306 specimens were prepared, consisting of two hybrid SM materials and one AM material, with 102 specimens per material. Specimens were randomly assigned to six pretreatment groups: Control, Silanization, 50 μm Al₂O₃ sandblasting, Sandblasting+silanization, 9% hydrofluoric acid etching, Etching+silanization. Surface characteristics were analyzed through surface roughness (Ra), and surface free energy (SFE) quantification, and scanning electron microscopy (SEM). Following adhesive application with a dual-cured resin composite, with half undergoing thermocycling (5000 cycles, 5-55°C). Shear bond strength (SBS) was evaluated using a universal testing machine, followed by fractographic analysis via digital microscopy. Statistical analysis employed two-way ANOVA, Mann-Whitney, and independent t-tests. (α=0.05). Results: Surface roughness demonstrated significant material-dependent variations (p=0.001), with pretreatment strategies (p<0.001) and material-pretreatment interactions (p<0.001) showing substantial effects. All active pretreatments significantly increased Ra values versus controls (p<0.05). Surface free energy was primarily influenced by etching protocols (p<0.05), independent of material type (p=0.406). Mean SBS values showed no significant intermaterial differences (p=0.937) but were significantly affected by pretreatment strategies (p<0.05). The application of sandblasting with or without silanization protocol led to optimal Ra, SBS values across materials, while AM material exhibited minimal bond strength with acid etching. Thermocycling showed negligible effect on bond strength regardless of material type (p= 0.74). Material type and pretreatment method both affected failure mode distribution (p < 0.05). Conclusions: From the perspective of bonding performance, AM hybrid ceramic materials can be an alternative option to SM ones for producing definitive crowns. However, the surface of each material may respond differently to pretreatments. By improving surface roughness, aluminum oxide abrasion demonstrated optimal efficacy for both AM and SM specimens, whereas hydrofluoric acid etching exhibited limited compatibility with tested AM hybrid ceramic compositions.
Zusammenfassung Hintergrund: Seit druckbare dentale Materialien für definitive Einzelzahnrestaurationen verfügbar sind, stellt sich zunehmend die Frage nach den materialspezifischen Eigenschaften. In den letzten Jahren wurden CAD/CAM-Hybridmaterialien als Ersatz für die Glasmatrix konventioneller Keramiken entwickelt. Diese neuen Hybridmaterialien werden zunehmend für definitive Restaurationen verwendet, jedoch ist die aktuelle Studienlage für die Langzeitstabilität von druckbaren Materialien spärlich. Ziel dieser Studie ist es, die Haftfestigkeit verschiedener computergestützter CAD/CAM-Materialien für Fräs- und Druckverfahren nach unterschiedlichen Oberflächenvorbehandlungen zu evaluieren. Methoden: Insgesamt wurden 306 Proben aus drei Hybridmaterialien hergestellt. Diese Proben wurden randomisiert in sechs Gruppen mit spezifischen Vorbehandlungsstrategien aufgeteilt: Kontrolle, Silanisierung, Sandstrahlen mit 50 μm Aluminiumoxidpartikeln, Sandstrahlen gefolgt von Silanisierung, Ätzen mit 9-prozentiger Flusssäure und Ätzen gefolgt von Silanisierung. Die Oberflächenrauheit (Ra) und die Oberflächenenergie (SFE) der Proben wurden gemessen und ausgewählte Proben jeder Gruppe wurden mittels Rasterelektronenmikroskopie (REM) oberflächencharakterisiert. Jede Probe wurde anschließend mit einem dualhärtenden Adhäsivkomposit verklebt, wobei die Hälfte der Proben einer thermischen Wechselbelastung (5000 Zyklen, 5-55°C) unterzogen wurde. Die Scherhaftfestigkeit (SBS) wurde anschließend mit einer Universalprüfmaschine getestet und die gebrochenen Schnittstellen mithilfe eines digitalen Mikroskops detailliert untersucht. Die Daten wurden mittels zweifaktorieller Varianzanalyse (ANOVA), unabhängiger t-Tests und des Mann-Whitney-U-Tests analysiert, das Signifikanzniveau wurde auf α = 0,05 festgelegt. Ergebnisse: Die mittleren Oberflächenrauheitswerte (Ra) wurden signifikant durch den Materialtyp (p=0,001), die Konditionierungsstrategie (p<0,001) und die Interaktion zwischen Materialtyp und Konditionierungsstrategie (p<0,001) beeinflusst. Für alle Materialien erhöhten die Oberflächenbehandlungsverfahren die Ra-Werte im Vergleich zu den Kontrollgruppen signifikant (p<0,05). Sandstrahlen und Silanisierung führten bei allen Testmaterialien zu höheren SBS-Werten, während das Ätzen bei druckbaren Materialien die geringste Haftfestigkeit zeigte. Hinsichtlich der fraktographischen Analyse beeinflussten Materialtyp (p < 0,05) und Oberflächenbehandlungsmethoden (p < 0,05) die Verteilung der Versagensmodi signifikant, während keine signifikanten Unterschiede unter den Alterungsbedingungen festgestellt wurden (p > 0,05). Schlussfolgerungen: Die Haftfestigkeit der CAD/CAM-Hybridkeramikmaterialien für das Fräsen und den 3D-Druck zeigte keine signifikanten Unterschiede.Sandstrahlen und Silanisierung waren sowohl für fräsbare als auch für druckbare Materialien geeignet, während Flusssäureätzung für druckbare CAD/CAM-Hybridkeramikmaterialien nicht empfohlen werden kann.
