Материалы, предназначенные для применения в медицинских целях, должны соответствовать целому ряду очень специфических критериев. Как правило, требуется наличие отличных механических свойств даже для компонентов с очень малым размером и толщиной стенок. Полиэфирэфиркетонные полимеры (PEEK) для имплантации являются прекрасным примером пластмассовых материалов, применяемых в медицине…

PEEK для устройств In-Vivo
PEEK представляет собой исключительно прочный конструкционный термопласт. Он плотный, износостойкий, обладает высокой ударной вязкостью, отличной эластичностью и прочностью на разрыв. Он сохраняет свои механические свойства даже при очень высоких температурах. У него также низкий коэффициент трения и устойчивость к воздействию широкого диапазона органических и неорганических химических веществ. Полимер PEEK имплантируемых марок, пригодный для долговременной имплантации (>30 дней), дает существенные преимущества по сравнению с традиционными материалами, такими как полиэтилены, металлические сплавы, и керамические материалы. Являясь одним из наиболее устойчивых к воздействию химических веществ полимеров, имеющихся на рынке, он биологически совместим с живыми тканями, пригоден для воздействия со стороны тела или физиологических жидкостей, а также биологически устойчив, т. е. способен сохранять свою физическую и химическую целостность после имплантации в живые ткани. Эти свойства, а также его способность подвергаться многоразовой стерилизации без утраты механических свойств, делают полимер в высшей степени пригодным для использования при производстве имплантируемых медицинских устройств.
Основной проблемой ортопедической хирургии является несоответствие подвижности кости и металлического или керамического имплантата. Металл и керамика от природы имеют высокие модули упругости, в то время как модуль упругости PEEK пригодного для имплантации можно адаптировать так, чтобы снизить концентрацию напряжения, которая в противном случае переместилась бы на кость и вызвала изменения в кости, смещение кости в местах нагрузки и резорбцию из мест, где нагрузка невелика.

PEEK в бедре Брэдли
Химическая структура PEEK также делает его очень устойчивым к воздействию гамма-излучения, что выгодно отличает этот материал от других полимеров, действие гамма-излучения на которые вызывает образование поперечных связей или расщепление полимерных цепей цепи, что приводит к потере прочности и хрупкости. Он также может многократно подвергаться стерилизации паром без ухудшения механических свойств, при этом даже после трех повторных циклов стерилизации остаток этиленоксида сохраняется в пределах допустимых значений, указанных в стандарте (ISO 10993-7).
Рецептуры компаундов полимеров PEEK имплантируемых марок могут также составляться с использованием целого ряда присадок, включая углеволокно, сульфат бария, и стекловолокно, для того, чтобы добиться соответствия специфическим требованиям различных применений. Стекловолокно может вводиться в полимер для совершенствования его механических свойств без существенного изменения цвета основного материала. Поскольку полимер от природы проницаем для рентгеновских лучей, можно регулировать интенсивность рентгеновских лучей в устройствах путем добавления сульфата бария в различных концентрациях. Смешивание полимера PEEK имплантируемых марок с короткими графитовыми волокнами существенно повышает прочность полимера. При жесткости и плотности, близкой к ригидности кортикального слоя кости, армированные углеволокном компаунды полимера PEEK имплантируемых марок, используются для изготовления, например, как ствола бедренной кости, где защита от нагрузки может иметь решающее значение для срока эксплуатации имплантата. Для применения в ситуациях, при которых требуются отличные механические свойства, полимер PEEK имплантируемых марок может использоваться в качестве матричного полимера в сочетании с непрерывными графитовыми волокнами. Механические свойства непрерывного графитового волокна в виде продолговатых стержней сопоставимы с механическими свойствами титана, нержавеющей стали, сплавов кобальта с хромом. Производители медицинских устройств обрабатывают стержни из непрерывного армированного волокном PEEK с помощью технологии литья под давлением с дополнительным впрыском композита для производства усовершенствованных структурных компонентов, несущих на себе большую нагрузку и элементов крепежа, таких как стержни для хирургии позвоночника или металлические пластинки для скрепления обломков кости для фиксации после травмы, что снижает травматичность операций, сокращает сроки пребывания пациентов в больнице, повышает комфортность для пациентов, дает возможность снизить агрессивное воздействие на организм чужеродных материалов.

Внутричелюстной зубной имплантат из PEEK
Компания Bego Semados GmbH, ведущий поставщик имплантатов для ортопедической стоматологии, использует полимер PEEK-Optima компании Invibio для производства своих новых временных опор для фиксации зубных протезов и индивидуальных штифтов для производства зубных имплантатов. Invibio, ведущий поставщик медицинских устройств из совместимых с живыми тканями пластмасс, является единственным мировым производителем полимеров PEEK- Optima и PEEK-Classix.

Временные опоры для фиксации зубных протезов из PEEK
В ходе процедуры зубной имплантации в челюстную кость пациента помещается титановый имплантат, и в канал имплантата помещается временная опора для фиксации зубных протезов или заживляющий штифт для того, чтобы способствовать заживлению, формированию и сохранению мягких тканей, окружающих имплантат, в тот период, когда происходит срастание кости. Они также обеспечивают правильное заживление пришеечной части десны и ее естественный вид после того, как в имплантат будет установлена постоянная опора. После того, как имплантат полностью интегрируется в челюстную кость, временная опора заменяется на постоянную, к которой далее прикрепляется коронка.
Одним из основных достижений использования опор, изготовленных из полимеров PEEK-Optima является то, что стоматолог может создавать опоры правильной формы, чтобы обеспечить их точное соответствие пришеечной части десны, не допуская, тем самым, опущения мягких тканей под опорой. Это самый существенный момент для процесса заживления и для обеспечения точной подгонки окончательной опоры и коронки к пришеечной части десны. Такое точное встраивание невозможно при использовании титановых штифтов. Компания Bego Semados выбрала PEEK-Optima за то, что в нем сочетается прочность, биологическая совместимость с живыми тканями и способность к приспосабливанию. Прочность опоры и заживляющего штифта имеют первоочередное значение, поскольку они являются компонентами, несущими нагрузку, и действуют вместо зуба пациента в период процесса заживления до установки коронки. Кроме того, цвет материала почти полностью совпадает с цветом естественных зубов.

Биомедицинские составы с PEEK
Foster Corporation – ведущая компания по разработке рецептур биомедицинских полимеров для специальных применений, является одной из самых быстрорастущих компаний в Коннектикуте. У компании заключен договор с Invibio Inc. на реализацию на рынке созданных по особому заказу компаундов с полимером PEEK-Classix для заказчиков, работающих в медицинской и фармацевтической отраслях промышленности. Полимер PEEK-Classix компании Invibio представляет собой термопласт, относящийся по Фармакопее США к классу VI, предназначенный для применения в медицинских устройствах, таких как катетеры, хирургические инструменты, аналитическое оборудование, системы управления кровообращением и доставкой препаратов, требующих контакта с кровью или тканями в течении 30 дней и менее. PEEK является одним из наиболее устойчивых к воздействию химических веществ полимеров из числа имеющихся, он обеспечивает превосходное сочетание прочности, жесткости и твердости, что делает его идеально приспособленным для применения при производстве медицинских устройств. Соглашение позволяет медицинским и фармацевтическим компаниям покупать разработанные по заказу рецептуры непосредственно через Foster, тем самым, расширяя предложение продукции со стороны Foster и увеличивая клиентскую базу Invibio. Мастерство компании Foster в изготовлении медицинских составов по заказу позволяет им создавать компаунды из полимера PEEK-Classix в соответствии с требованиями индивидуальных заказчиков при производстве режущих инструментов. Рецептуры компаундов могут создаваться Foster с использованием целого ряда присадок, включая рентгеноконтрастный наполнитель, армирующие волокна и целый ряд цветных пигментов. Такие компаунды могут заменять нержавеющую сталь и другие металлы, их применять для медицинских целей, при этом данные инновационные материалы рентабельны, а также обладают выдающимися износостойкостью и устойчивостью к воздействию тепла, электричества и химических веществ. Компаунды из PEEK можно многократно стерилизовать с использованием стандартных методов стерилизации без утраты механических свойств материала. Диапазон производства Foster включает технологии создания рентгеноконтрастных компаундов, наномедицинских нанокомпозитных составов, биоактивных и биосорбируемых материалов.
Недавно компания Foster стала эксклюзивным партнером Arkema Inc. по продажам в Северной Америке на рынке медицинских товаров блок-сополиамидов Pebax и полиамидов Rilsan 11 и 12. Компания несет единоличную и полную ответственность за продажи и распространение высокоэффективных материалов для таких применений, как катетеры и прочие медицинские устройства. Блок-сополиамиды Pebax представляют собой термопластичные эластомеры без пластификатора, которые легко обрабатываются методами литья под давлением и экструзии. Благодаря своей внутренней эластичности, высокой способности передавать изгибающий момент, и устойчивости к размягчению внутри тела, полимеры Pebax являются прекрасным выбором для производства компонентов медицинских инструментов, в особенности, катетерных систем. Марки, предлагаемые Pebax, хорошо стерилизуются, легко поддаются диэлектрической сварке и имеют класс VI по Фармакопее США.