3D打印PEEK聚合物在醫療領域的應用前景分析(2)
相關醫療器械產品
目前,由于PEEK材料的相關優異性能,可廣泛應用于創傷、脊柱及關節外科內植入物等領域。其具體應用簡單列舉如下:
(1)脊柱外科植入物
①PEEK用于椎間融合器;
②PEEK用于腰椎經椎弓根螺釘動態固定系統;
③PEEK 應用于腰椎棘突間植入物系統;
④PEEK應用于人工椎間盤及人工髓核;
(2)關節外科植入物
①PEEK應用于股骨柄假體;
②PEEK應用于髖關節摩擦界面;
③PEEK應用于髖關節臼杯假體;
④PEEK應用在其它關節假體中;
⑤PEEK應用于關節鏡縫合錨釘;
(3)顱頜面相關產品
(4)牙科相關產品
(5)其他領域相關產品
通常,聚醚醚酮可添加到醫療產品中,以實現更大益處,包括減輕重量、提高設計自由度和功能整合,也可作為不銹鋼或其他材料的廉價替代品。
以下是peek適于醫療應用的特有性能:
· 聚醚醚酮的生物相容性使其適于多種醫療應用領域。
· peek對傳統清潔劑等具有較高的抗化學性,使用范圍極其廣泛。
· peek承受過熱蒸汽殺菌,非常適用于可重復使用的醫療產品,例如手術器械的把柄。和目前使用的其他塑料相比,這種高性能聚合物可以提供更好的可消毒性,從而延長使用壽命。此外,由于易于著色,還可進行彩色編碼。
· peek抵抗伽馬射線或X射線等高能輻射的性能也極其優異。
· peek良好的X射線透射性使其在手術室中有很多有趣的應用,例如可防止使用定影劑時在X射線照片上產生偽像。
· 由于具有優異的機械強度、耐磨性和沖擊強度,peek的另一個有趣的應用領域是殘疾人運動,可用于制造假肢。
· peek具有良好的尺寸穩定性,可用于高精密零件。此外,還具有出色的電絕緣性。這兩種性能對醫療裝置尤為重要,例如整形外科用的電池供電螺絲刀。
· 除此之外,peek對水、溶劑和化學品還具有出色的耐水解性。
盡管應用于醫療業的時間并不算長,peek的廣泛性能使其可以滿足一系列有趣的應用,例如外科手術器械、內窺鏡、體外診斷、整形外科、脊柱和牙科領域,以及分析儀器和藥品計量。在脊椎外科手術、外部創傷手術及整形手術植入物和醫療設備制造領域,越來越多的制造商會選擇聚醚醚酮(PEEK)作為制造材料。這種材料有優良的生物相容性,對體液呈高惰性,且易于加工塑形。與傳統植入物材料鈦相比,PEEK更具X射線透射性,及與骨骼彈性相近的優勢。因其出眾的特性,PEEK在實際生產中已經成為了鈦植入物最主要的熱塑性替代品。
因為植入物極可能被終生使用,所以其制造材料必須兼具生物穩定性和荷載承受性。正因如此,在很長一段時期內,這一領域都被鈦和鈷鉻合金所獨占。而如今,這種局面已經被扭轉,諸多優勢使得PEEK越來越廣泛地應用于植入物制造,其半成品更易于進行機器加工,或者也可以直接采用注入塑形工藝,這為設計帶來了更大的自由空間。
本站曾報道,第四軍醫大學唐都醫院最近完成了3D打印PEEK肋骨的植入手術,因為PEEK打印過程中對環境溫度與噴頭溫度要求非常高,所以必須要求機器具備一個恒溫的環境,需要對腔體溫度精細的控制。PEEK的材料熱熔點在343℃左右,所以要求噴頭溫度必須達到350℃以上,并且在打印過程中保持這個溫度。PEEK材料具有高于143℃的玻璃化溫度, 在超過250℃的高溫下使用時,依舊可以表現出卓越的機械強度、韌性、硬度、彎曲強度和扭轉強度。
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