?聚醚醚酮〔PEEK〕是一種性能很好聚合物,因其優(yōu)秀機(jī)械性能、化學(xué)穩(wěn)固性、生物相容性,被大量用于骨科、牙科醫(yī)療植入行業(yè)。然而,PEEK本身表面疏水且生物惰性,限制了其、組織整合能力,因此要通過表面處理技術(shù)改善其表面性能。常見表面處理技術(shù)可分為以下幾類:
1. 物理處理
- 離子體處理:通過氧氣、氮?dú)?、氬氣氣體引發(fā)離子體,改變PEEK表面化學(xué)組成、增加粗糙度、親水性,從而增強(qiáng)細(xì)胞附著能力。
- 加速中性原子束〔ANAB〕:利用低能中性原子束對表面進(jìn)行納米級蝕刻,可于不引入化學(xué)雜質(zhì)前提下提升表面能、生物活性。
- 激光處理:激光照射可于PEEK表面生產(chǎn)微納結(jié)構(gòu),增加比表面積并改善潤濕性,常用于提升、涂層或粘接劑結(jié)合強(qiáng)度。
- 噴砂:使用氧化鋁磨料對表面進(jìn)行機(jī)械打磨,增加粗糙度,為后續(xù)涂層或粘接提供錨定基礎(chǔ)。
2. 化學(xué)處理
- 磺化:用濃硫酸強(qiáng)酸處理PEEK,于其表面引入磺酸基團(tuán)并形成多孔結(jié)構(gòu),顯著增強(qiáng)親水性、骨整合能力。
- 磷化、硅烷化:通過含磷或硅烷試劑于表面構(gòu)建活性官能團(tuán),促進(jìn)生物分子固定或增強(qiáng)、復(fù)合材料界面結(jié)合。
- 酸蝕:例如98%硫酸短時間蝕刻,可很好增加表面能并改善粘接性能。
3. 表面涂層
- 羥基磷灰石〔HA〕涂層:通過離子噴涂、磁控濺射方法于PEEK表面沉積HA,賦予其生物活性、骨傳導(dǎo)性。
- 金屬涂層〔如鈦〕:增強(qiáng)表面硬度、耐磨性及生物相容性,常用于關(guān)節(jié)植入物。
- 抗菌涂層:負(fù)載銀、銅抗菌離子涂層可降低感染風(fēng)險。
- 聚合物/生物分子涂層:通過旋涂、層層自組裝技術(shù)涂覆膠原、殼聚糖,進(jìn)一步調(diào)節(jié)細(xì)胞行為。
4. 復(fù)合改性
于PEEK基體中摻入金屬顆粒、氧化物或纖維,再結(jié)合上述表面處理,可同步提升整體力學(xué)性能、表面生物活性。
總結(jié)
PEEK表面處理技術(shù)多樣,可根據(jù)具體用途〔如骨整合、抗菌、粘接強(qiáng)化〕選擇單一或組合工藝。目前物理處理中離子體、ANAB、化學(xué)處理中磺化還有羥基磷灰石涂層是研究最多且效果較為明確方向。未來發(fā)展趨勢是開發(fā)更可控、低損傷且一直穩(wěn)固表面功能化方法,以推動PEEK于高端醫(yī)療植入行業(yè)更大量用途。
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