新闻中心

医疗植入物新选择——“聚醚醚酮”

更新日期:11-03-2024
摘要:

随着人们对健康重视度的提高,生物医用材料得到了高速发展。据统计,2020年全球医疗器械总销售额达到4774亿美 […]

随着人们对健康重视度的提高,生物医用材料得到了高速发展。据统计,2020年全球医疗器械总销售额达到4774亿美元,贸易额复合增长率达5.6%,已成为世界经济的支柱性产业。近年来,随着一批创新技术的涌现,材料科学迅速发展,医用高分子材料逐渐成为应用最广泛、用量最大的材料。而其中生物医用材料及制品的整体市场份额为40%,达到1910亿美元,且占比持续增长,是朝阳产业中的朝阳领域。

聚醚醚酮(PEEK)作为一种新型医用植入材料,凭借其自身的优异特性在众多医用材料中脱颖而出。根据Radiant Insightsanalysts咨询公司预测,2017-2022年,全球PEEK市场将继续以每年10.43%的平均年复合增长率发展

那么,聚醚醚酮(PEEK)究竟是什么?又具备了怎样优秀的性能 

1

PEEK是什么?

聚醚醚酮(poly-ether-ether-ketone, PEEK)是由英国帝国化学工业公司(ICI公司)于1978年开发出来的超高性能特种工程塑料,被称为塑料工业的金字塔尖。PEEK是在主链结构中含有两个醚键和一个酮键的重复单元所构成的高聚物,是一种半结晶性、热塑性芳香族高分子材料,是聚芳醚酮(PAEK)的品种之一。

它具有耐热等级高、耐辐射、耐化学药品、冲击强度高、耐磨性和耐疲劳性好、阻燃、电性能优异等特点, 已经在航空航天、电子电气、能源、电力、机械、汽车、涂料、医疗等领域获得了广泛的应用并成为不可或缺的关键材料。

2

PEEK在医疗领域的应用

 PEEK自1999年首度应用于临床以来,凭借其自身的优异特性在众多医用材料中脱颖而出, 被誉为"下一代植入型医疗产品的理想材料",越来越多地应用于人工脊柱、牙齿、颅骨、整形外科、心血管等多个领域,至今已有超过五百万件PEEK制品被植入人体。作为植入型医疗产品,PEEK具有以下特点:

1. 生物相容性——无毒安全不过敏

首先,PEEK具有优良的生物相容性,且没有任何副作用。

2.弹性模量——无应力屏蔽,周围骨骼更健康;沃尔夫定律指出骨在需要的地方就生长,不需要的地方就吸收,即骨的生长、吸收、重建都与骨的受力状态有关。

PEEK的弹性模量与骨骼非常接近,骨骼所受的应力并不完全由植入体承担,因此不存在所谓的应力屏蔽现象,从而使植入物周围的骨骼更健康。

3.可视性——术后跟踪观察更方便

PEEK具有X射线穿透性,X光片无伪影,术后能轻松跟踪愈合过程,对骨生长及愈合进行有效监控 

3

PEEK颌面和颅骨植入体,避免冬冷夏热的尴尬

   

 

 

颅骨修补材料考古最典型的例子可以追溯到公元前2000年:这个秘鲁人头骨被发现有一个左额缺陷被1mm厚的金碟覆盖。这可能是目前发现最早的颅骨修复材料。最早的颅骨修补文字记载来自于16世纪的Fallopius。

众所周知,人体对植入材料的要求很高。植入材料需要在人体内长期存留,因此对其生物相容性、疲劳强度、抗磨损、抗腐蚀等特性要求很高。长久以来,金属一直是植入材料的首选。与常用的钛合金相比,PEEK的物理性能接近人体骨骼,质地坚固,弹性模量与皮质骨相近,即使受到碰撞也不会出现凹陷或变形,可以很好地保护开颅术后患者。国外也有学者将聚醚醚酮材料用于颌面部、颞眶部及前额部等部位颅骨缺损患者的手术,颅骨修复美学效果令人满意,脑功能也得到很好恢复。

综上所述,聚醚醚酮材料是进行颅颌面骨修补手术的最佳选择之一。

[1]工程塑料应用,2006年, 第34卷, 第10期
[2]https://invibio.com/global/press-releases/2017/invibio-around-9-million-implanted-devices-worldwide-now-using-peek-optima-polymer
[3] Lethaus B,Safi Y,ter Laak-Poort M,et al.Cranioplasty with customized titanium and PEEK implants in a mechanical stress model.Neurotrauma. 2012;29:1077-1083.
[4] Wang H, Xu M,Zhang W,et al.Mechanical and biological characterisics of diamond-like carbon coated poly-aryl-ether-ether-ketone.Biomaterials.2010; 31(32): 8181-8187.
[5] El Halabi F,Rodriguez JF,Rebolledo L,et al.Mechanical characterization and numerical simulation of polyether-ether-ketone (PEEK) cranial implants.Mech Behav Biomed Mater.2011;4(8):1819-1832.
[6] Kim MM,Boahene KD,Byren PJ.Use of customized polyether-ether-ketone (PEEK) implants in the reconstruction of complex maxillofacial defects.Arch Facial Plast Surg.2009;11(1):53-57.
[7] Camarini ET,Tomeh JK,Dias RR,et al.Reconstruction of frontal bone using specific implant polyether-etherketone. Craniofac Surg. 2011;22(6):2205-2207.
[8] Marbacher S,Andereggen L,Fandino J,et al.Combined bone and sofe-tissue augmentation surgery in tempororbital contour reconstruction.Craniofac Surg. 2011; 22(1):266-268.
[9]王远洋、舒丽君,PPEK复合材料在医疗材料领域的研究进展《新材料产业》,《新材料产业》 2022年03期 
[10] PEEK biomaterials in trauma,orthopedic,and spinal impants Steven M. Kurtz", John N. Devine
[11]翁习生,聚醚醚酮材料在骨科植入物的应用进展(综述),骨科在线
0
联系我们