供稿人：彭思琦、孫暢寧 供稿單位：西安交通大學(xué)精密微納制造技術(shù)全國重點實驗室 發(fā)布日期：2025-03-22
近年來，聚醚醚酮（PEEK）因其優(yōu)異的機械性能、生物相容性和化學(xué)穩(wěn)定性，作為鈦的潛在替代品在骨修復(fù)中引起了極大的關(guān)注。最重要的是，它的彈性模量與人體骨骼非常相似，最大限度地減少了“應(yīng)力屏蔽”效應(yīng)的發(fā)生。因此，PEEK被認為是最具有前景的骨修復(fù)材料之一。然而，復(fù)雜的制造方法、疏水性和PEEK表面的生物惰性導(dǎo)致植入后骨結(jié)合不充分。3D打印技術(shù)的出現(xiàn)為口腔種植體的生產(chǎn)開辟了新的途徑。在PEEK制造方面，3D打印已成為傳統(tǒng)方法的一種有前途的替代方法。它允許創(chuàng)建可調(diào)節(jié)的宏觀/微觀結(jié)構(gòu)，包括孔隙率、孔徑和孔形狀，這可以促進成骨細胞和骨髓干細胞（BMSCs）等成骨細胞的增殖和生長。
蘭州大學(xué)口腔醫(yī)學(xué)院Xiaojie Xu等人在Advanced Functional Materials期刊報告了一種化學(xué)改性的方法來改善PEEK的生物惰性，他們采用定制的方法來開發(fā)仿生PDL纖維PEEK植入物。該方法涉及利用隨后的3D打印、磺化處理和用載藥水凝膠進行表面改性的熔融沉積成型（FDM）技術(shù)（圖1）。所得到的植入物，命名為SCHSPEEK（SIMCFP加載水凝膠改性磺化PEEK），進行了廣泛的表征，以評估其物理化學(xué)性能，抗菌能力，生物相容性，摩擦學(xué)性能和骨整合能力。研究結(jié)果表明，用仿生PDL纖維水凝膠改性的3D打印PEEK植入物具有優(yōu)異的抗菌和抗炎性能，以及上級的骨整合和應(yīng)力分散能力。因此，作者認為SCHSPEEK植入物作為生物材料在未來的臨床應(yīng)用中具有很大的前景。
圖1 SCHSPEEK植入物制備步驟示意圖
基于圖2的動物實驗，作者發(fā)現(xiàn)PEEK植入物，當(dāng)加載SIM-CFP和仿生牙周纖維水凝膠處理時，表現(xiàn)出優(yōu)異的抗菌和成骨能力。我們的3D打印PEEK植入物，沿著簡單的表面涂層處理，證明了生物功能PEEK植入物的臨床潛力。3D打印PEEK植入物上的仿生水凝膠纖維改性大大增強了其表面性能，生物相容性和與骨的結(jié)合，有效促進骨缺損修復(fù)。此外，CFP的摻入降低了全身毒性和抗生素耐藥性，同時增強了植入物的局部抗菌和抗微生物作用。因此，這種用仿生牙周纖維水凝膠改性的3D打印聚醚醚酮植入物非常適合口腔種植學(xué)/骨科應(yīng)用，并在臨床實踐中有希望。
圖2 植入物尺寸和植入示意圖