PEEK vs Металлические Имплантаты: Преимущества и Проблемы

Преимущества PEEK перед металлическими имплантатами

По сравнению с металлическими имплантатами, PEEK имеет два значительных преимущества:

Модуль упругости: Модуль упругости PEEK близок к модулю упругости кортикальной кости, особенно у углеродного волокна, усиленного PEEK, который еще больше соответствует модулю упругости кортикальной кости. Это сходство или соответствие модулей упругости уменьшает или устраняет эффект экранирования напряжений в определенной степени, способствуя интеграции кости между имплантатом и костной тканью, обеспечивая долгосрочную стабильность имплантата из PEEK.

Совместимость с визуализацией: PEEK радиопрозрачен и не создает артефактов при рентгеновских, КТ или МРТ-сканированиях, что упрощает мониторинг процесса роста и заживления костей. Кроме того, PEEK обладает хорошей биосовместимостью, износостойкостью, устойчивостью к усталости, коррозионной стойкостью и имеет меньший вес по сравнению с металлическими материалами. Эти преимущества делают PEEK широко используемым в травматологии, хирургии позвоночника и суставах.

По сравнению с нержавеющей сталью, титановыми сплавами и имплантатами из сверхвысокомолекулярного полиэтилена, PEEK и его композиты демонстрируют хорошую износостойкость, эффективно предотвращая воспаление и растворение костей, вызванные частицами износа вокруг имплантата. Поэтому полиэфирэфиркетон считается одним из кандидатов на замену традиционных имплантатов в ортопедических приложениях.

Недостатки PEEK в ортопедических имплантатах

PEEK имеет относительно низкую поверхностную энергию из-за своей гидрофобной поверхности, что ограничивает адгезию клеток. Эта биологическая инертность приводит к плохой интеграции между имплантатами из PEEK и костной тканью пациента, что вызывает осложнения, такие как смещение имплантата, оседание кейджа или ложный сустав, что приводило к неудовлетворительным результатам как в лабораторных, так и в клинических исследованиях.

Идеальная поверхность PEEK должна поддерживать адгезию клеток, их пролиферацию, дифференцировку остеобластов и способствовать минерализации поверхности имплантата PEEK для достижения полноценного сращения кости.

Для создания идеальной поверхности PEEK исследователи разработали серию композитов на основе PEEK с использованием таких методов, как добавление биоактивной керамики, армирование волокнами и модификация пористости PEEK. Конечная цель заключается в создании имплантата, который поддерживает функции васкуляризации и транспортировки питательных веществ, обеспечивая при этом достаточную механическую прочность и износостойкость. Однако достижение баланса всех этих факторов остается сложной задачей в современных исследованиях.