Material de Implante Médico - PEEK (Polieter Éter Cetona)

Es bien conocido que el cuerpo humano tiene requisitos muy altos para los materiales de implante. Durante mucho tiempo, los metales han sido el material preferido para los implantes. Desde el siglo XVI, se utilizaron láminas delgadas de oro puro para reparar defectos craneales. En los últimos años, con el rápido desarrollo de la ciencia de materiales, los materiales poliméricos médicos han pasado a ser los más utilizados y en mayor volumen. PEEK (Polieter Éter Cetona), como un nuevo tipo de material de implante médico, se ha destacado entre muchos materiales médicos debido a sus excelentes propiedades y se está utilizando cada vez más en campos como la ortopedia, la cirugía cardiovascular y las columnas artificiales.

1, Rendimiento Excelente: El Material Más Cercano al Hueso

La biocompatibilidad es el factor más básico para determinar si un material es adecuado para la implantación en humanos. El material debe ser no tóxico, no mutagénico, no cancerígeno y no alérgico. El PEEK de grado implantológico ha pasado por pruebas exhaustivas de biocompatibilidad en instituciones de prueba independientes en el extranjero, cumpliendo estrictamente con las normas ISO 10993. Los resultados muestran que el PEEK de grado implantológico tiene una excelente biocompatibilidad sin efectos adversos.

La famosa Ley de Wolff establece que el hueso crece donde se necesita y se absorbe donde no se necesita, lo que significa que el crecimiento, la absorción y el remodelado del hueso están relacionados con el estado de tensión del hueso. Dado que el módulo elástico de los metales es mucho más alto que el del hueso, cuando se implanta metal en el cuerpo, asume la mayor parte de la carga mecánica, reduciendo la carga sobre el hueso y creando un efecto de protección contra el estrés. Esto retrasa la cicatrización del hueso y, con el tiempo, el hueso se vuelve poroso o incluso degenerado. En contraste, el módulo elástico del PEEK es muy cercano al del hueso, lo que permite que el hueso soporte más tensión, manteniéndolo más saludable.

Además, en comparación con los metales, el PEEK es radiolúcido, proporcionando buena visibilidad en radiografías. Las radiografías no muestran artefactos, lo que permite realizar cirugías con asistencia de TC o RM, ayudando a los médicos a ajustar la posición del implante durante la cirugía y a rastrear fácilmente el proceso de cicatrización después de la operación, monitoreando efectivamente el crecimiento y la curación del hueso.

2. Reparación del Cráneo: Evitando la Vergüenza de Inviernos Fríos y Veranos Calurosos

Para restaurar mejor la integridad del cráneo y proteger efectivamente el tejido cerebral, los investigadores en neurocirugía han buscado durante mucho tiempo un material que se asemeje más al cráneo para reparaciones. Los investigadores han encontrado que el PEEK es actualmente el material de reparación del cráneo clínico con propiedades más similares al hueso humano.

En comparación con las aleaciones de titanio comúnmente utilizadas, las propiedades físicas del PEEK son más cercanas al hueso humano. Es resistente y evita el riesgo de deformación bajo presión. Sus propiedades de aislamiento térmico ayudan a evitar la incomodidad de los inviernos fríos y los veranos calurosos. Mientras que las aleaciones de titanio conducen bien el calor, esto se convierte en un inconveniente para los pacientes. Cuando se expone a cambios de temperatura externos, el entorno dentro del cráneo cambia, afectando el confort. Por ejemplo, en invierno, cuando un paciente se mueve de un espacio interior cálido a un ambiente exterior frío, la excelente conductividad térmica de la placa de titanio del cráneo puede causar incomodidad o dolor. Las propiedades de aislamiento térmico del PEEK evitan la incomodidad asociada con la malla de aleación de titanio en clima caliente y frío.

El Hospital Provincial de Gansu utilizó con éxito PEEK en una cirugía de reparación de defectos craneales. Según Yang Youwen, director del departamento de neurocirugía del hospital, el PEEK supera las desventajas de los materiales convencionales de reparación craneal, como el acrílico, el cemento óseo y la aleación de titanio, que a menudo resultan en un fuerte rechazo, malos efectos de conformación, mala insonorización y molestias, así como una mala transparencia en las radiografías postoperatorias. También evita la incomodidad causada por los cambios de temperatura. Con la tecnología de impresión 3D, el PEEK se puede moldear para adaptarse perfectamente, proporcionando una excelente biocompatibilidad, y sus propiedades mecánicas son similares al hueso humano. Se espera que este nuevo material se convierta en el material preferido para cirugías de reparación del cráneo.

3. Reparación Espinal: Reduciendo la Ocurrencia de Complicaciones

En los últimos años, la incidencia de enfermedades de la columna lumbar y cervical en China ha ido en aumento año tras año, y se está volviendo más prevalente entre los jóvenes. El número de pacientes con enfermedades lumbares ha superado los 200 millones, y también hay 200 millones de pacientes con problemas cervicales. Si un paciente tiene enfermedad degenerativa de la columna, los médicos recomendarán la extracción del disco intervertebral enfermo e implantar un dispositivo llamado "jaula de fusión intersomática" como reemplazo.

Una jaula de fusión proporciona una conexión ósea entre vértebras adyacentes para tratar el dolor crónico de espalda causado por enfermedades de disco o inestabilidad espinal. En septiembre de 1996, la FDA de EE. UU. aprobó oficialmente el uso de jaulas de fusión intersomática espinal para cirugía de fusión lumbar. China introdujo la cirugía de reemplazo de disco artificial alrededor de 2003.

Actualmente, los tipos más comunes de jaulas de fusión intersomática en China están hechos de aleaciones de titanio o PEEK. Debido al alto módulo elástico de las aleaciones de titanio, la protección contra el estrés postoperatorio a menudo causa una fusión retrasada, lo que lleva al uso cada vez mayor de jaulas de fusión de PEEK en los últimos años. Las jaulas de fusión intersomática de PEEK son compatibles con la imagen por rayos X y la RM, y su bajo módulo elástico evita complicaciones con injertos autólogos y defectos con injertos alogénicos.

El Dr. Shang Peng del Instituto de Tecnología Avanzada de Shenzhen, Academia China de Ciencias, explicó que el PEEK modificado tiene un rendimiento aún más fuerte. Al entrelazarse con colágeno tipo I, se pueden mejorar las propiedades de hidrofobicidad superficial y adhesión celular del PEEK, lo que hace que el material modificado tenga una mejor biocompatibilidad y capacidad de fusión ósea que los materiales no modificados.

4. Tratamiento de Fracturas: Reduciendo la Probabilidad de Refractura

En 1895, se utilizaron por primera vez placas de metal para la fijación interna en el tratamiento de fracturas, pero la corrosión fue un problema. Aunque la introducción del acero inoxidable resolvió este problema, el efecto de protección contra el estrés se convirtió en una preocupación. Las placas metálicas de alto módulo elástico bloquean las tensiones externas necesarias, lo que conduce a un hueso débil y poroso. Cuando se retira la placa y el hueso sanado se somete a tensión de carga, no puede adaptarse al entorno cambiante de tensión y es propenso a la refractura. El PEEK, por otro lado, exhibe una mejor resistencia a la fatiga por flexión, no se ve afectado por el pretratamiento y la termoconformación, y tiene una buena compatibilidad con los tejidos, lo que permite que la placa de fijación se ajuste más exactamente al hueso del paciente.

Además, los anclajes de sutura de PEEK se utilizan ampliamente en medicina deportiva, principalmente para tratar desgarros del manguito rotador o ligamentos y otras lesiones articulares. Los anclajes metálicos tradicionales pueden causar complicaciones como aflojamiento, salida y daño al cartílago, mientras que la introducción de suturas de alta resistencia aumenta la carga en la unión del anclaje de sutura, aumentando el riesgo de corte en la unión. Los anclajes de sutura de PEEK evitan estos problemas. En comparación con los anclajes absorbibles, el PEEK tiene mayor resistencia y transparencia a los rayos X, asegurando que no haya artefactos metálicos en la imagen postoperatoria, mientras que su módulo elástico se encuentra entre el hueso cortical y el esponjoso, reduciendo la protección contra el estrés y promoviendo la curación ósea.

5. Implantes Dentales: Proporcionando Mayor Comodidad a los Pacientes

Debido a su excelente estabilidad química y resistencia a la mayoría de los reactivos químicos, el PEEK se utiliza cada vez más en medicina dental. Los materiales de PEEK se aplican principalmente a componentes de implantes dentales, como abutments temporales, tapas de curación y abutments de curación. En comparación con materiales comúnmente utilizados como metal, circonio y alúmina, el PEEK no requiere sinterización, lo que lo hace más preciso; su baja densidad y naturaleza liviana proporcionan más comodidad a los pacientes. La suavidad del material actúa como un cojín, reduciendo el impacto durante la masticación.

Desventajas del PEEK como Implante Médico

Fabricación Compleja - El proceso de fabricación del PEEK es relativamente complejo, requiriendo alta temperatura y alta presión, lo que puede aumentar los costos de producción.

Alto Costo - En comparación con otros materiales, como las aleaciones de titanio, el PEEK es más caro, lo que puede afectar el costo total de la cirugía.

Baja Tasa de Adopción Clínica - Dado que el PEEK se introdujo más tarde en el campo médico, su tasa de uso clínico sigue siendo baja. Los médicos están más acostumbrados a usar materiales de titanio, por lo que la aplicación clínica del PEEK aún no es generalizada. Se necesita más experiencia clínica y compartir conocimientos para una adopción más amplia.