分享 ︳3D打印PEEK材料在醫(yī)學(xué)上內(nèi)植物的應(yīng)用!

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自上世紀(jì)70年代英國發(fā)明peek材料至今，peek材料以優(yōu)異的性能受到很多高端制造業(yè)如航空航天、汽車制造、電子電氣有廣泛使用。在醫(yī)學(xué)內(nèi)植物上PEEK大俠雖然起步晚和金屬內(nèi)植物大哥相比還是有一些特殊招式的比如：

peek材料一般只有每立方厘米1.3g和人體骨骼，密度相似

PEEK材料也具有耐腐蝕，能應(yīng)對復(fù)雜人體化學(xué)環(huán)境的能力。

圖為：修復(fù)眼眶缺損的的代替骨骼的定制打印PEEK植入物

peek材料的彈性模量和人體骨組織相當(dāng)，可以更好的和左右鄰居協(xié)同工作，減少金屬常見的應(yīng)力遮擋現(xiàn)象。（應(yīng)力遮擋（Stress Shielding Effect），是指當(dāng)兩種或者多種具有不同剛度的材料共同承載外力時，具有剛度較高的材料將會承擔(dān)較多的載荷，而剛度較低的載荷則只需承載較低的載荷，從而低剛度的骨骼沒有很好的刺激，從而退化。）

圖為：髖關(guān)節(jié) 股骨頭金屬植入體長期植入后導(dǎo)致周邊骨組織密度降低退化現(xiàn)象產(chǎn)生

無影無蹤

金屬植入物在日后的影像學(xué)檢查中或多或少會存在CT或X光的金屬偽影，從而影響日后疾病的診斷。PEEK材料在X光和CT中由于原子核結(jié)構(gòu)問題，就從原理上避免這種現(xiàn)象。

圖為：GE開發(fā)的減低金屬偽影的技術(shù)

可以看到金屬偽影會干擾實際臨床判斷。雖然有降噪技術(shù)但和原生無偽影的PEEK材料相比還是多了很多麻煩和時間成本。PEEK植入體影像數(shù)據(jù)，基本無干擾。

PEEK材料有自潤滑性，這也是傳統(tǒng)金屬無法實現(xiàn)的能力，可以更好的用在人體關(guān)節(jié)這種經(jīng)常滑動的部位。

既然金坷垃……哦不！金庸大俠般的PEEK材料植入物這么好，那制造技術(shù)哪家強呢？雖然已經(jīng)有批量化注塑工藝的PEEK植入物已有出現(xiàn)。但是PEEK材料作為高分子材料的一員是很符合3D打印來加工，滿足越來越個性化的手術(shù)治療趨勢的。

目前主要有兩種工藝能加工PEEK材料：

圖為：已經(jīng)上市的2種PEEK植入體

以往peek有于熔點較高，對于FDM工藝較難以實現(xiàn)，目前隨著技術(shù)進步，這點被很多大學(xué)和廠商克服，雖然FDM成本較低，要求簡單，但是紋理感明顯、處理支撐和打印效率依舊是痛點。

自由SLS打印的SpineFab VBR 植入系統(tǒng)于2015年成為有史以來第一個通過美國FDA的批準(zhǔn)的3D打印植入物（領(lǐng)先于FDM），sls技術(shù)就一直活躍在醫(yī)療行業(yè)。SLS選擇激光燒結(jié)技術(shù)相比FDM技術(shù)是更為高端（隨之帶來的就是設(shè)備成本貴）的技術(shù)，它加工效率高，后處理簡單，能更加快速送到病人手術(shù)中去。以前我們盈普課堂講到的SLS是非常適合加工高分子材料的。PEEK也是其中一種。主要原因是粉體燒結(jié)后，若能做到高回收率，對于成本控制是有很大幫助的。對于要求更高的更加專業(yè)內(nèi)植物領(lǐng)域sls peek材料的打印，前景會更加光明。為了順應(yīng)這個需求TPM3D將在明年推出sls使用PEEK醫(yī)用和工業(yè)材料和能加工高熔點的新機型。請大家敬請期待。

圖為：OsteoFab患者特異性頭顱設(shè)備，3Dsls 打印，基于PEEK聚合物

圖為：陜西聚高打印的PEEK植入物