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众所周知,人体对植入材料的要求很高。在之前,钛合金一直是医学植入材料的首选,现在,随着全球材料科学的迅速发展,高分子材料在医学领域的应用越来越广泛、用量越来越大。而PEEK凭借其自身的优异特性在众多医用材料中脱颖而出,作为一种新型医用植入材料,越来越多地应用于牙科、人工脊椎等多个领域。
到底PEEK在生物方面具备了什么样优秀的性能,才使得它能够在众多的医学材料中脱颖而出?今天我们来详细了解一下!
一、优异的性能
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,而生物相容性就是衡量一种材料是否适合人体植入的最基本要素,材料必须无细胞毒性、诱变性、致癌性,且不引发过敏。植入级PEEK在国外独立测试机构严格按照ISO10993的要求,进行了完整的生物相容性测试。结果表明,植入级PEEK具有优异的生物相容性,没有任何副作用。
2. 弹性模量--无应力屏蔽,周围骨骼更健康
“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。”--沃尔夫定律
而采用金属植入人体时,由于其弹性模量远超出骨骼,所以在金属周围的骨骼承受的负荷就会减小,形成了应力遮蔽效应。根据沃尔夫定律,植入金属可能造成的后果就是降低了骨骼的愈合速度,而且长此以往,骨骼还有可能变得疏松,甚至退化。
而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,不存在所谓的应力屏蔽现象,使周围的骨骼更健康。
3. 可视性--术后跟踪观察更方便
想必大家体检时应该都做过胸透和X光,进行这些项目的时候,大家都要把衣物中的金属制品拿出,否则会影响医生观察,这是因为金属不具有X光穿透性,而PEEK则具有X射线穿透性,有良好的可视性。X光片无伪影,可以实现在CT扫描或核磁共振成像辅助下进行手术,帮助医生在手术过程中调整植入体的位置,术后轻松跟踪愈合过程,对骨生长和愈合进行有效监控。
二、人体植入的应用
1. 牙齿
人体内口腔环境复杂,不仅有各种分泌液,还有食物残渣等残留。而PEEK因其优异的化学稳定性和可耐受绝大多数化学试剂腐蚀的性能,越来越多地被应用于口腔医学领域。
主要应用于口腔种植牙的配件,例如临时基台、愈合帽、愈合基台等。与常用的金属、氧化锆和氧化铝等材料相比,PEEK无需烧结,更加精确;密度低、质轻,患者佩戴舒适;质地柔和,对咬合起到减震作用。且PEEK材料不会释放出金属或单体等与人体不相容的物质,避免牙龈过敏和着色。而且,改性后的PEEK能发出自然的白色光泽,美观耐用。
2. 颅骨修复
为了能更好地让患者恢复颅骨的完整性,有效保护脑组织,神经外科的研究人员一直在寻找一种与颅骨更为相近的修补材料。研究人员发现,PEEK是目前性能最接近人体骨骼的临床颅骨修补材料。
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,不会出现受力凹陷的风险;隔热性好,能避免冬冷夏热。PEEK摒弃了有机玻璃、骨水泥、钛合金等常规颅骨修补材料排异反应强、塑形效果差、隔热效果差、舒适性差、术后X线透性差等缺陷,避免了温差引起的不适感;利用3D打印技术成型,嵌入后严丝合缝,外形完美,具有良好的组织相容性;力学性能接近人骨。可以预见,这种新型材料将是颅骨修补术的首选材料。
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