聚醚醚酮材料表面形態(tài)和骨結(jié)合原理研究進展

陳井春雨 綜述 藍(lán)菁 審校

聚醚醚酮(PEEK)彈性模量接近骨皮質(zhì)(14 GPa)，可減輕金屬植入物的應(yīng)力遮蔽現(xiàn)象。但是光滑PEEK的骨結(jié)合能力有限，在材料表面增加表面形態(tài)，包括具有微觀粗糙度的二維(2D)紋理和多孔特征的三維(3D)結(jié)構(gòu)，能促進表面成骨作用和機械嵌合作用。對該材料表面形態(tài)的加工方式缺乏系統(tǒng)性歸納，且骨結(jié)合原理尚存爭議，故本文就PEEK的表面形態(tài)加工方式、表征以及其促進骨結(jié)合原理進行綜述，以期對該材料的骨結(jié)合性能深入研究，促進其作為植體材料的應(yīng)用。

1 PEEK表面形態(tài)加工方式和表征

1.1 酸蝕

與95%～98%的濃硫酸進行磺化反應(yīng)，室溫下反應(yīng)3～5 min，產(chǎn)生3D多孔網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，孔徑在0.1～5 μm之間，孔層厚度隨反應(yīng)時間縮短而減少，反應(yīng)后材料表面濕潤性和粗糙度增加。經(jīng)120 ℃水熱處理4 h，可有效去除殘留余酸?；腔磻?yīng)產(chǎn)生的多孔結(jié)構(gòu)和增大的表面積利于錨定和緩釋加載生物化學(xué)物質(zhì)，抑制其突然釋放，從而維持其長期效果：通過凍干技術(shù)、靜電引力、磺酸根共價結(jié)合等方式實現(xiàn)對重組人骨形態(tài)發(fā)生蛋白2、β防御素-14、丁酸鈉等物質(zhì)的加載，促進表面細(xì)胞的成骨分化；通過多巴胺在其表面聚合反應(yīng)形成聚多巴胺層，進而固定銀元素、絲素蛋白，并為接枝的肽提供氨基位點[1-4]；表面交聯(lián)形成的水凝膠加載生物肽[5]；經(jīng)水熱反應(yīng)結(jié)合鍶或鎳等物質(zhì)，促進成骨細(xì)胞增殖和表面礦化成核[1，6]。與發(fā)煙硝酸在16 ℃下攪拌反應(yīng)1 min或與混合的多種酸反應(yīng)10～30 min，使表面粗糙度降低，形成了分層的微米和納米級多孔結(jié)構(gòu)，并通過浸入和旋涂的方式加載辛伐他汀、妥布霉素微球等物質(zhì)，促進成骨分化[7-8]。……