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聚醚醚酮(PEEK):出色的生物医用高分子材料

2018-12-29 责任编辑:未填 浏览数:38 得宝网

核心提示:  聚醚醚酮是一个主链中含有链节的线性芳香族高分子化合物,构成单元为氧-对亚苯基-氧-羰-对亚苯基,是半结晶性、热塑性塑料。   聚醚醚酮树脂可应用为特种工程塑料,本身具有很多优势:机械性能好、耐腐蚀、耐 ...

 

  聚醚醚酮是一个主链中含有链节的线性芳香族高分子化合物,构成单元为氧-对亚苯基-氧-羰-对亚苯基,是半结晶性、热塑性塑料。

  聚醚醚酮树脂可应用为特种工程塑料,本身具有很多优势:机械性能好、耐腐蚀、耐磨、耐高压等,其特性使它在3D打印技术方面有很大的潜力。

  

  PEEK结构式

  

  2017年4月的国际PEEK会议在华盛顿举行。

  详细讨论了这种可打印聚合物在医学研究项目上的作用,包括牙科、膝盖脊柱和创伤性植入物制造中的使用

  特性及在医疗界应用

  聚醚醚酮树脂可在134°C下经受多达3000次的循环高压灭菌,这一特性使它可以应用于对灭菌要求高、可反复使用的医疗领域如手术和牙科设备。

  聚醚醚酮在热水、蒸汽、溶剂和化学试剂条件下可表现出较高的机械强度、良好的抗应力性能和水解稳定性,可用于制造需高温灭菌的医疗器械。

  聚醚醚酮质量轻、无毒、耐腐蚀的特性使它与人类骨骼性能相接近,可与肌体有机结合,可应用于代替金属制造人体骨骼。

  目前缺点

  PEEK材料表面的生物学惰性及疏水性严重限制了它的应用

  未经表面改性的PEEK材料生物相容性差,易使机体产生强烈免疫排斥反应

  主要改性方式

  (1)通过在表面与活性因子结合改善PEEK材料表面的生物活性

  (2)将PEEK与生物活性物质共混增加材料生物活性

  其中方案1表面改性由于能在增加 PEEK 材料生 物活性的同时,保留了其力学性能较高、密度与人体骨骼相 似、X 线可穿透性及自润性等优点,为广大学者所认同

  表面改性实例

  光固定明胶粘附于PEEK材料表面以增加材料生物活性

  明胶:胶原的一种降解产物,天然的高分子化合物,具有粘附性,常用来制作糖果添加剂、冷冻食品添加剂等

  试验方法:梯度脱水观察细胞形态

  于24孔板内将1mL MC3T3-E1细胞悬液(2×105/mL) 种植于材料表面,培养第 3 天及第 7 天后,吸弃培养基,PBS溶液清洗三遍,4%多聚甲醛室温下固定30 min,分别 用 50%、60%、70%、80%、90%、100%浓度的乙醇溶液脱 水 30 min 后采用 SEM 观察细胞形态。

  注:电子场发射扫描显微镜(SEM, S-4800, Hitachi)

  实验结果 

  如图 1 所示,可观察到粗糙的普通 PEEK 表面图 1 (A), 改性后可观察到光固定明胶粘附于PEEK表面图1 (B),且 表面形态变得相对规则。

  发展现状

  现今高分子生物材料的表面改性技术仍不很成熟,一些生物医用器 件的生物相容性还不十分理想,仍有待进一步发展与完善。

  随着高分子科学、结构化学、生命科学等学科的进一步发展, 相信越来越多的改性手段和改性物质将被开发利用,可以满足更高生物医用高分子材料的要求。

 

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