peek原料是一种性能优异的特种工程塑料,在各个领域有着广泛的应用,而在医疗领域peek材料被批准作为骨组织的替代物应用于临床已有多年,至今已有数百万个peek制成的产品被植入到人体中。
任何一种原材料在经过如注塑、切削加工等过程制备成医疗产品,以及后续的各类灭菌方式,都可能导致材料的性能发生改变,PEEK材料也不例外。peek原料作为一种人工合成的高分子树脂,其机械性能主要由其分子量大小及结晶度来决定,而不同的原料供应商所产生的peek材料性能均有差异。而为了保证植入人体的医疗器械产品安全、有效,所以选择合适的原料替代供应商显得尤为重要。
那么peek原料在医疗领域中有着哪些应用和前景,下面让小编一一为您介绍其中的应用及前景。
目前主要应用在骨科医疗器械上的应用。
一、peek材料的理化性能
1.优异的消毒性能,即使长期暴露在热蒸汽、环氧乙烷和伽马射线下,仍能保持其原有的性质不改变。苛刻温度到250℃可以长期使用,而瞬间使用温度可达到300℃。
2.机械性能可调整,可以加入不同的添加剂,包括碳纤维、硫酸钡以及玻璃纤维,以满足不同的特定应用需求。
3.有着较低的与骨接近的弹性模量(PEEK 3.8GPa左右,松质骨3.2-7.8GPa,皮质骨17-20GPa,钛合金TC4,110GPa左右),可防止应力遮蔽效应,可使周边骨质保持原有强度。
4.可透过X射线,在CT和MRI扫描时不显影,可较容易地评估骨生长和治愈过程;而在某些情况下需要看到植入体时,也可以通过改性来实现。而且耐辐射能力强,PEEK原料具有非常稳定的化学结构,在高剂量电离辐射下peek材料部件也可以正常工作。
5.较好的生物相容性。
6.更大的设计自由度,可以很容易地用半成品坯件机加工而成或者通过注塑成型生产,PEEK材料的成型加工可以注射成型、挤出成型。
二、peek材料的应用前景
1、原材料国产化
目前现状:全部依赖进口英国英宝、德国赢创等
2、 应用范围越来越广
融合器、弹性棒、运动医学、关节领域、颅颌面外科、棘突间装置
3、 应用新的发展
a、注塑
》以往都是棒材生产,材料的利用率低;全部用机加工生产,能源、设备需求高,浪费大,单件的价值高。迅速发展的市场需求和过度竞争,成本是一主要因素。
》目前国外一些大企业,如MDT、Depuy、施乐辉等厂家,已出现了融合器、棒、锚钉、挤压螺钉等产品利用注塑生产。
》满足生物相容性的粒料和成熟的注塑工艺是一大方向。
b、3D打印
》随着个性化需求的增加和临床PEEK材料骨生长方面的劣势。面临着新的需求,形状要求、表面微孔,创造骨长入的物理条件等等。我认为这是一个方向。
》如将PEEK材料化成3D打印所需要的材料,目前国际上还没有应用。
》3D打印的金属融合器已经不再罕见。如捷迈的钽金属骨小梁融合器。
PEEK原材料制备植入型医疗器械产品具有充足的机械性能安全性,为下一步进行植入物器械产品的设计与有限元分析提供了生物力学基础。而PEEK原料是发展尖端科学技术不可或缺的关键材料,应用到哪个领域,如何更好的去应用将是未来发展所需要探索的。