供稿人：彭思琦、孙畅宁 供稿单位：西安交通大学精密微纳制造技术全国重点实验室 发布日期：2025-03-22
近年来，聚醚醚酮（PEEK）因其优异的机械性能、生物相容性和化学稳定性，作为钛的潜在替代品在骨修复中引起了极大的关注。最重要的是，它的弹性模量与人体骨骼非常相似，最大限度地减少了“应力屏蔽”效应的发生。因此，PEEK被认为是最具有前景的骨修复材料之一。然而，复杂的制造方法、疏水性和PEEK表面的生物惰性导致植入后骨结合不充分。3D打印技术的出现为口腔种植体的生产开辟了新的途径。在PEEK制造方面，3D打印已成为传统方法的一种有前途的替代方法。它允许创建可调节的宏观/微观结构，包括孔隙率、孔径和孔形状，这可以促进成骨细胞和骨髓干细胞（BMSCs）等成骨细胞的增殖和生长。
兰州大学口腔医学院Xiaojie Xu等人在Advanced Functional Materials期刊报告了一种化学改性的方法来改善PEEK的生物惰性，他们采用定制的方法来开发仿生PDL纤维PEEK植入物。该方法涉及利用随后的3D打印、磺化处理和用载药水凝胶进行表面改性的熔融沉积成型（FDM）技术（图1）。所得到的植入物，命名为SCHSPEEK（SIMCFP加载水凝胶改性磺化PEEK），进行了广泛的表征，以评估其物理化学性能，抗菌能力，生物相容性，摩擦学性能和骨整合能力。研究结果表明，用仿生PDL纤维水凝胶改性的3D打印PEEK植入物具有优异的抗菌和抗炎性能，以及上级的骨整合和应力分散能力。因此，作者认为SCHSPEEK植入物作为生物材料在未来的临床应用中具有很大的前景。
图1 SCHSPEEK植入物制备步骤示意图
基于图2的动物实验，作者发现PEEK植入物，当加载SIM-CFP和仿生牙周纤维水凝胶处理时，表现出优异的抗菌和成骨能力。我们的3D打印PEEK植入物，沿着简单的表面涂层处理，证明了生物功能PEEK植入物的临床潜力。3D打印PEEK植入物上的仿生水凝胶纤维改性大大增强了其表面性能，生物相容性和与骨的结合，有效促进骨缺损修复。此外，CFP的掺入降低了全身毒性和抗生素耐药性，同时增强了植入物的局部抗菌和抗微生物作用。因此，这种用仿生牙周纤维水凝胶改性的3D打印聚醚醚酮植入物非常适合口腔种植学/骨科应用，并在临床实践中有希望。
图2 植入物尺寸和植入示意图