医用特种高分子聚醚醚酮植入体及其表面界面工程

毛誉蓉，孙佳敏，周 雄，廉晓克，杨为中，邓 怡

（四川大学 1.化学工程学院; 2.生物医学工程学院，成都 610065）

聚醚醚酮（PEEK）是聚芳醚酮（PAEK）家族的主要成员，广泛应用于机械加工、电子制造和生物医学等领域。1972年，英国科学家首次通过亲核置换方法合成了PEEK[1]。20世纪90年代末，PEEK被美国食品药品监督管理局（FDA）批准为可植入生物材料[2]。此后，PEEK被广泛应用于骨科、创伤、脊柱和牙科植入等领域。PEEK具有众多优异的特性，如无毒[3]、高机械强度[4]、耐腐蚀和耐高温灭菌等性能[5]。然而，PEEK植入体表面光滑且疏水，呈现出生物惰性，可能导致骨整合不良，从而引起临床植入失败[6]。

PEEK是一种半结晶的线性多环芳香族热塑性塑料，其芳香族分子骨架由芳环之间的酮和醚官能团相互连接[7]，结构式如图1所示[8]。PEEK的拉伸模量、弯曲模量和压缩模量分别约为3.8、3.6 GPa和2.8 GPa[9]。在室温下，PEEK不溶于除浓硫酸（w=98%）外的所有常规溶剂[10]；在高温下，PEEK保持稳定，展现出抗化学腐蚀和辐射破坏的能力。PEEK的玻璃化转变温度约为143 ℃，而结晶熔融转变发生在343 ℃左右，剂量为25～40 kGy的伽马射线可用于临床消毒空气中的PEEK[2]。

图1 PEEK的化学结构式[8]Fig.1 Chemical structure of PEEK[8]

1 PEEK在医疗领域的应用

骨科和牙科植入物被广泛应用于与衰老、创伤、疾病、先天性异常和手术切除等相关的临床领域。用于骨组织工程的传统植入物通常由钛（Ti）或其合金制成，因为它们具有良好的生物相容性、化学稳定性和力学性能。然而，这些材料存在局限性，如有害金属离子的释放[11]、溶骨[12]、过敏原效应[13]和辐射不透明性[14]等。为了克服这些缺点，减少植入后的负面生物反应，PEEK和基于PEEK的化合物已成为Ti及其合金的可行替代品。……