聚醚醚酮材料的性能及在兒童口腔中的應用

李思媛（通信作者），薛雅娟

陜西省藥品和疫苗檢查中心 （陜西西安 710065）

聚醚醚酮（poly-ether-ether-ketone，PEEK）是一種高分子材料，其具有耐磨損、耐腐蝕、耐高溫和輕量化特性，是理想的取代金屬的新型超高性能聚合物材料。PEEK 目前在口腔領域的種植基臺、嵌體、支架、矯治器等方面應用也越來越廣泛。目前，臨床上修復乳牙冠的方式主要有不銹鋼預成冠、氧化鋯全瓷預成冠[1]。近年來國內外已有成功使用PEEK 人體植入物和口腔修復體的報道，但有關于PEEK 在兒童口腔醫學上的臨床應用報道較少。

齲齒和牙齒缺失是我國兒童口腔科常見的臨床現象。研究發現，當乳牙缺損大、難以充填或防止乳牙修復后繼續齲壞時，可采用乳牙預成冠恢復乳牙形態和咀嚼功能，并保證后期正常被恒牙替換[2-3]。乳牙預成冠的作用在于能夠對兒童的換牙進行保護，增強牙齒的強度，在使用乳牙期間能較好地保護牙齒不受外力干擾，延長乳牙使用的時間。

兒童牙齒早失后，為防止鄰牙向缺隙部位傾斜和對頜牙伸長，可設計間隙保持器保持早失牙齒的近遠中間隙和垂直間隙，促進繼承恒牙正常萌出。基于此，本研究將對PEEK 的性能優點及其在兒童口腔領域中的修復牙體缺損的乳牙預成冠、修復乳牙早失的PEEK 間隙保持器等進行介紹。

1 PEEK 的概述

隨著材料科學的迅速發展，醫用高分子材料逐漸成為應用廣泛、用量較大的材料。PEEK 作為一種新型醫用植入材料，具有優異的生物相容性。且PEEK 的彈性模量與骨骼非常接近，骨骼所受的應力并不完全由植入體承擔，可使骨骼更健康[4-5]。

1.1 PEEK 材料的性能優點

PEEK 具有質量輕、無毒、耐高溫、機械性能優異及耐化學品腐蝕、阻燃、耐輻照性、絕緣性穩定、耐水解等許多優點，在醫療和食品加工等領域得到廣泛應用。PEEK 化學性質穩定，除濃硫酸外，不與其他成分發生反應。另外通過全系列的生物檢測，尤其是細胞毒性為0 級，證明其具備十分優良的生物相容性。PEEK 的彈性模量相當于人體的頜骨，由其制作的修復體能夠起到一部分“減震”作用，特別適合種植體的上部修復。PEEK 的密度與人牙齒的密度相近，比金屬或二氧化鋯小3 ～4 倍，佩戴舒適、輕盈，不會產生異物感[5]。同時，研究證實PEEK 樹脂具有高溫流動性好、熱分解溫度高等優點，可采用注射成型、擠出成型等多種加工方式，且PEEK 吸水率低，填料分布均勻，可減少牙菌斑聚集，使佩戴舒適,無離子析出[6]。

1.2 PEEK 材料的應用

目前PEEK 在醫用領域常用于人體的骨關節、韌帶、顱骨、牙齒等許多部位。

1.2.1 骨折的治療

研究證實，PEEK 具有較好的彎曲疲勞強度，且不受預處理和熱成型的影響，組織相容性好，使固定板能更加準確地貼合到患者的骨組織中[7]。

PEEK 在運動醫學方面得到廣泛應用，主要用于治療肩袖、韌帶撕裂或其他關節內損傷。傳統的金屬鉚釘易出現松動、拔出和軟骨損傷等并發癥，且高強度縫線的出現，增加了縫線鉚釘結合處的負荷，從而增加了結合處切割的風險。利用PEEK 材料制作縫線鉚釘可以避免以上這些問題的產生。同時，與可吸收鉚釘相比，PEEK 又具有更高的強度和X 線可穿透性，術后檢查不必擔心金屬偽影，其彈性模量介于皮質骨和松質骨間，可以減少應力遮蔽，從而促進骨骼愈合[8]。

1.2.2 修補顱骨

PEEK 是目前性能最接近人體骨骼的臨床顱骨修補材料，與常用的鈦合金相比，其質地堅固，不會出現受力凹陷的風險。PEEK 摒棄了有機玻璃、骨水泥、鈦合金等常規顱骨修補材料存在的排異反應強、塑形效果差、隔熱效果差、舒適性差、術后X 線透性差等缺陷，避免了溫差引起的不適感[9-10]。

1.2.3 修復脊椎

目前國內修復脊椎方面的手術采用的椎體間融合器主要為鈦合金融合器和PEEK 融合器。由于鈦合金的彈性模量較高，術后易出現由于應力遮蔽而引起融合的延遲，近年來正逐漸被PEEK 融合器取代。PEEK 材料制成的椎體間融合器能夠兼容X線拍照和磁共振成像，且彈性模量低，可避免自體移植物的并發癥以及同種異體移植物的缺陷[11-12]。

2 PEEK 在兒童口腔中的應用

PEEK 材料可以做永久修復，也可以做臨時修復。據文獻報道[13-14]，PEEK 義齒的耐磨損性能優于常規修復用的聚甲基丙烯酸甲酯樹脂牙和塑鋼牙，塑鋼牙（含聚甲基丙烯酸甲酯和無機填料）的磨耗量是PEEK 牙磨耗量的5 倍。此外，PEEK 是仿人體骨骼的生物材料，接近牙本質的彈性模量，其減震緩沖性具有保護天然牙和顳下頜關節的作用。

2.1 應用于修復牙體缺損的乳牙預成冠

對于牙體缺損的乳牙，應依據兒童乳牙的尺寸，建立出一套普遍適用的牙冠數據庫，根據數據庫和原材料生產產品，用于自然齒冠受損安裝預成冠前臨時使用及修復兒童乳牙破損或齲壞、恢復牙齒的解剖外形和咀嚼功能形態。另外，乳牙PEEK 預成冠的制作應使用經醫療器械監管部門批準注冊或備案的齒科PEEK 等原材料。同時，乳牙PEEK 預成冠的外觀表面應光滑、有光澤、無裂紋、無孔隙，外形應符合牙齒的正常解剖形態，邊緣應取無缺力[15]。

2.1.1 乳牙PEEK 預成冠的制作

（1）預備臨床牙齒：研磨牙齒并清潔牙齒周圍區域；（2）測量牙齒的近遠中寬度后，選取合適型號的預成冠，將預成冠放在牙齒上檢查牙頸長度是否與牙冠長度匹配；（3）如果長度不匹配，應用牙冠剪修整預成冠并研磨，確保邊緣光滑咬合合適；（4）用水門汀將預成冠粘接到牙齒上，用探針檢驗邊緣，用牙線檢查鄰接，合適后清除多余的水門汀。

2.1.2 乳牙PEEK 預成冠的優點

（1）預防繼發齲、填充物脫落及牙齒折斷；（2）保持牙齒間隙，保證乳恒牙替牙期的安全；（3）增強患兒咀嚼功能，促進營養吸收；（4）恢復乳牙外觀及高度，建立正常的咬合關系；（5）保護乳牙且增加牙齒的硬度，恢復牙齒的外形，增強牙齒咀嚼功能。

2.1.3 乳牙PEEK 預成冠的適用范圍

（1）當乳磨牙齲壞面積太大，使用常規補牙材料進行充填修復時，可能會因牙齒固位力不足，導致充填材料反復脫落；（2）或因補牙材料的聚合收縮，導致本身牙齒與補牙材料間存在縫隙，引起材料與牙齒間繼發齲；（3）或由于乳磨牙缺損面積過大，余牙體組織支持力不足，造成牙齒本身易折斷、破損等，建議使用乳牙預成冠修復乳牙，不僅可以獲得較好的固位。且修補材料不易脫落，還可以較好地恢復牙齒的外形和咀嚼功能，適用于自然齒冠受損安裝永久冠之前臨時使用及修復兒童乳牙破損或齲壞、恢復牙齒解剖外形和咀嚼功能形態[16]。

2.1.4 存在的不足

（1）由于乳牙預成冠需將牙體進行一定的磨鋒操作，可能會使牙體受到一定的損傷，造成牙根改變，影響牙齒的抗衰老能力。（2）乳牙預成冠材料昂貴，缺乏可塑性，因此乳牙預成冠可能不能完全重現牙齒真實的外形，使患者難以恢復正常的牙齒形態。（3）可能導致牙周組織炎癥等。

2.2 修復乳牙早失的PEEK 間隙保持器

乳牙過早喪失將影響繼承恒牙萌出后的正常位置而造成恒牙排列不齊，尤其是乳磨牙早失，可以導致恒牙牙弓長度的減少，覆加深，增加牙列擁擠和牙齒錯位、萌出困難及牙弓的不對稱。文獻報道，PEEK 材料制作間隙保持器可用于臨床，因其具有更加優異的機械性能，因此，研究人員開展了PEEK 數字化間隙保持器的臨床應用，結果顯示其具有良好的尺寸穩定性和生物相容性，臨床完全可以采用PEEK 制作間隙保持器[17-19]。

PEEK 間隙保持器可以最大程度恢復患兒的牙列完整。該修復體應具備以下功能: 能夠保持間隙的近遠中距離、垂直距離; 維持面部外形，恢復咀嚼、發音功能，能夠維持咬合運動和咬合關系。PEEK間隙保持器兼具義齒的功能，更符合可摘義齒的咬合接觸特點和兒童生長發育的規律[20]。

2.2.1 PEEK 間隙保持器的制作

對于下頜雙側多顆乳牙缺失的患兒，經過數字化印模和設計，通過 PEEK 盤銑削獲得一體化義齒型PEEK 間隙保持器，在患兒口內臨床實際戴用，義齒就位與穩定性良好，PEEK 間隙保持器與患兒余留牙和口腔黏膜貼合緊密，其卡環固位力與基托適合性均滿足臨床要求[21-25]。

2.2.2 PEEK 間隙保持器的優點

（1）抗菌斑：吸水率低，填料分布均勻可減少牙菌斑聚集。（2）佩戴舒適：產品質地輕盈，比剛性材料更令人接受。（3）非金屬：無離子析出，不影響CT 等檢測。

2.2.3 PEEK 間隙保持器的適用范圍

（1）能保持間隙的近遠中距離，防止對頜牙伸長，使繼承恒牙順利萌出；（2）不妨礙牙齒萌出及牙槽骨高度的增長；（3）不妨礙頜骨及牙弓的正常生長發育；（4）恢復咀嚼及發音功能；（5）維持正常的下頜運動和咬合關系；（6）不引起鄰牙齲損或牙周黏膜組織疾病；（7）制作簡單，易調整、修理，不易變形。

2.2.4 存在的不足

目前PEEK 間隙保持器的制作成本較高，且顏色選擇有限，存在不夠接近牙色的問題。

3 小結與展望

PEEK 材料在脊柱、骨科和運動醫學及口腔醫學方面應用較為廣泛。其中，PEEK 在兒童口腔領域取得了較好的效果。相關研究[21-24]初步驗證了PEEK 兒童口腔臨床應用的可行性，雖然臨床效果良好，但后續還應行大樣本長期臨床病例觀察，需要解決系列臨床問題，如PEEK 在兒童口腔固定修復中的耐磨性和硬度對咬合發育的影響，需要設計科學的隨機對照臨床試驗來驗證。總體而言，PEEK 材料在兒童口腔臨床應用具有良好前景，需要根據材料的特點選擇合適的適應證，可為兒童口腔臨床提供一種新型材料和制作方法的選擇。