PEEK 在医疗领域的发展历程

近年，随着材料科学的迅速发展，医用高分子材料逐渐成为应用最广泛、用量最大的材料。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。

聚醚醚酮(PEEK) 是一种结晶形的高性能特种工程塑料，具备优良的耐高温性、自润滑性、耐腐蚀性、阻燃性、机械特性、电性能、耐水解性、耐候性... 等等。自1978 年由英国帝国化学工业公司(ICI) 的尖端材料部Victrex 研究发明，于1978 年大规模生产并投入市场以来，由于PEEK 拥有极其优良的综合物理、机械、电、热、化学等性能，能够以传统的热塑性塑料成型加工方法如注射、挤出、模压，涂层、机械切削等制成各种各样制件，受到样品设计师、成型加工企业、产品制造供应商的广泛关注和重视，因而PEEK 在石油化工、交通运输、电子电气、医疗卫生、食品加工、宇宙航空等领域获得了广泛的应用。

PEEK 它在设计中表现的自由度，在成型加工时产生的经济效益以及制件在使用过程中显示出的质量稳定性，使之成为许多普通材料的成功后继者。由于PEEK 具有良好的力学性能、耐化学腐蚀、耐辐射性和耐高温性能，能够经受高达0.25MPa 的压力和260℃的高温，同时不溶于除浓硫酸以外的所有溶剂。在化学工业和其他工业中，PEEK 树脂常用来制作压缩机阀片、活塞环、密封件和各种化工用泵、阀门等部件；用该材料代替不锈钢制作涡流泵的叶轮，可明显降低磨损程度和噪声级别，具有更长的使用寿命。目前用PEEK 制作的电线电缆、线圈骨架等已成功地应用于核电站，还可用于石油勘探与开采机械的特殊几何尺寸的功能探头。此外，由于PEEK 树脂符合套管组件材料的规格要求，在高温下仍可使用各种黏合剂进行粘接，所以现代连接器将是其另一个潜在的应用市场。

由于PEEK 具有优良的综合性能，在许多特殊领域可以替代金属、陶瓷等传统材料，使之成为当今最热门的高性能工程塑料之一，越来越多地应用于整形外科、心血管、人工脊椎等多个领域，目前已有应用如下：

1、PEEK 材料医疗植入

性能优异是最接近骨骼的材料：生物相容性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。

著名的沃尔夫定律指出，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。因为金属的弹性模量要大大超出骨骼，所以当金属被植入人体时承担了大部分的机械负荷，骨承受的负荷减小，形成了应力遮蔽效应，后果就是延迟骨的愈合，长此以往，骨骼变得疏松，甚至退化。相反，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，使骨骼更健康。

修补颅骨，避免冬冷夏热尴尬：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。钛合金材料虽然传热性好，但对于患者来说，这却是个缺点。当患者受到外界冷热温差的影响时，颅腔环境出现了变化，会影响舒适感。例如，冬季时患者从温暖的室内来到寒冷的室外，钛制颅骨板优异的导热性会使患者感到疼痛和不适。而PEEK隔热性好，避免了钛合金网片冬冷夏热的尴尬状况。

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。

修复脊椎，减少并发症发生：近年来，我国腰椎、颈椎疾病发病率逐年升高，且趋于年轻化。我国腰椎病患者已突破2 亿人，颈椎的患病人群也有2亿人。如果患者有脊柱退行性病变，医生会建议取出病变的椎间盘，然后植入被称为“椎间融合器”的修复体替代。

目前，国内常见的椎体间融合器主要为钛合金融合器和PEEK 融合器。由于钛合金的弹性模量较高，手术后更容易出现由于应力遮蔽而引起融合的延迟，近年来正逐渐被PEEK 融合器取代。PEEK 材料制成的椎体间融合器能够兼容X 光拍照和核磁共振成像，且弹性模量低，可避免自体移植物的并发症以及同种异体移植物的缺陷。

改性PEEK 性能更强大，利用I 型胶原蛋白吸附交联，可以改善PEEK 材料表面亲疏水性以及细胞的粘附增殖情况，改性后的材料比未改性材料具有更好的生物相容性和骨融合能力。

种牙配件让患者佩戴更舒适：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。PEEK 材料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。

2、PEEK 材料医疗器械

PEEK 具有耐磨损、耐腐蚀、耐高温、强度高、透X 光\ 良好的生物相容性等特性优点。与钛、钴铬合金等典型的医用材料相比，PEEK 提供了许多额外优势：（1）较低的弹性模量（2）可透过X 射线（3）优异的消毒性能（4）较好的生物相容性（5）机械性能可调整（6）更大的设计自由度。

髓内钉PEEK 瞄准杆支架：

远端锁定用PEEK 瞄准架：

外固定支架用可透X 光PEEK 跟骨连杆（火花面）：

微创PEEK 导向尾（瞄准杆）：

3. PEEK 高温3D 打印机

高温3D 打印设备具有以下特点：

1、高达450℃的金属打印头，自主专利、保证出丝顺畅的高温挤出结构；

2、高达90℃的恒温内腔，保障温度梯度；

3、高达120℃特殊材质的热床底板，确保黏性不翘边；

4、核心部件耐温用料；

小型高温3D 打印机：

工业级大型高温3D 打印机：

PEEK 3D 打印件：