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PEEK与骨骼力学性能对比

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松质骨
吉林大学的赵宝林等人测得的松质骨的压缩实验结果强度极限为2. 961~ 4. 018MPa, 弹性模量为0. 0978~ 0. 1346GPa（股骨头松质骨力学性质实验研究。

赵宝林, 程杰平, 马洪顺, 张海）。

大连理工大学的陈炳志等人用均化法，测出松质骨的弹性模量为0.76-15GPa（松质骨弹性模量计算的均匀化方法。

陈秉智顾元宪刘书田）。

李祥在文章中提到松质骨的弹性模量为0.1-0.5GPa（钽涂层多孔钛合金支架的制备与表征。

李祥，于晓明，王成焘，谭丽丽，杨柯，罗云，张文光）。

Misch等证实下颌骨体的松质骨是各项同性的但却是非均质的，从磨牙到前牙区域 E 值从35. 6- 67. 5Mpa 不等（Misch CE, Qu Z, Bidez M. Mechanical properties of trabecular bone in the human mandible [J]. J Oral Maxillofac Surg，1999，57: 700）。

Martens等人的文章中测定出，松质骨在X,Y,Z3各方向上的压缩模量分别为0.616 ± 0.707 GPa, 0.174 ± 0.084 GPa 和0.063 ±0.007 GPa。

（M. Martens, R. Van Audekercke, P. Delport, P. De Meester, J.C. Mulier, J.Biomech. 16 (1983) 971.）
其它支架结构
B.C. Tellis等人用PBT材料，分别对干燥支架和在盐水中浸泡过的支架做了抗压强度的测试，并针对不同孔隙率的支架做了测试，干燥支架的最高抗压强度10.4MPa，浸泡后的支架强度为12.5MPa。

（Trabecular scaffolds created using micro CT guided
fused deposition modeling. B.C. Tellis,J.A. Szivek, C.L. Bliss, D.S. Margolis, R.K. Vaidyanathan, P. Calvert.Materials Science and Engineering C 28 (2008) 171 –178) Hutmacher等人利用聚已酸内酯为材料，制造出了强度为41.9MPa的支架。

（D.W. Hutmacher, T. Schantz, I. Zein, K.W. Ng, S.H. Teoh, K.C. Tan, J.Biomed. Mater. Res.
55 (2001) 203.） Peng等人利用陶瓷材料，制造出的支架压缩模量为0.464 ±0.036 GPa，明显低于故的弹性模量（J. Peng, A.Y. Wang, M.X. Sun, W.J. Xu, J.X. Huang, B. Zhao,
L. Zhang, J.M.Tian, L.M. Dong, S.B. Lu, Zhonghua Wai Ke Za Zhi 43 (2005) 807.） S. Tarafder 等人利用SLS技术，利用常规烧结和微波烧结，对TCP材料进行骨支架制造，其抗压强度分别为6.4MPa和10.9MPa。

（S. Tarafder, et al. J. Tissue Eng. Regen. Med. 7 (2012) 631–641.）而G.A. Fielding等人利用在TCP中加入Si O2–ZnO的材料，制造出抗压强度为10.2MPa左右的支架。

（G.A. Fielding, A. Bandyopadhyay, S. Bose, Dent. Mater. 28 (2012) 113–122.）C.X.F. Lam等人在淀粉中加入PLLA/PCL材料，使淀粉支架的强度由1.12MPa提高到1.77MPa。

（C.X.F. Lam, et al. Mater. Sci. Eng. C 20 (2002) 49–56.）A. Khalyfa等人利用蛋氨酸渗透技术，将TTCP/β-TCP材料的支架强度由0.7MPa 提高到76.1MPa。

（A. Khalyfa, et al. J. Mater. Sci.: Mater. Med. 18 (2007) 909–916.）李祥等人利用CPC为原材料，制造出了强度为5.8±0.8 Mpa的多孔人工骨。

（Design and fabrication of CAP scaffolds by indirect solid free form fabrication.Xiang Li, Dichen Li, Bingheng Lu and Yiping Tang.Rapid Prototyping Journal 11/5 (2005) 312–318) 而后又运用EBM技术，以钛合金为原材料，表面喷涂钽涂层，制造出了强度高达83.8MPa的骨支架，其弹性模量为11.3GPa。

(钽涂层多孔钛合金支架的制备与表征。

李祥，于晓明，王成焘，谭丽丽，杨柯，罗云，张文光。

稀有金属材料与工程 C41 (2008) 2049 - 2053)
Samar Jyoti Kalita等人以TCP和PP的混合物为原料，加工出的骨支架的弹性模量为0.264GPa，强度为12MPa。

（Development of controlled porosity polymer-ceramic composite scaffolds via fused deposition modeling. Samar Jyoti Kalita, Susmita Bose, Howard L. Hosick , Amit Bandyopadhyay.Materials Science and Engineering C 23 (2003) 611–620)
Iwan Zein等人以PCL为原料制造支架，抗压模量为0.069GPa，压缩强度为3.3MPa。

（Fused deposition modeling of novel scaffold architectures for tissue engineering applications.Iwan Zein,Dietmar ,W. Hutmacher, Kim Cheng Tan, Swee Hin Teoh. Biomaterials 23 (2002) 1169–1185)
Shanglong Xu等人利用CPC材料打印的支架强度为6.0±0.5 MPa，模量为0.85±0.4MPa。

（Fabrication of a calcium phosphate scaffold with a three dimensional channel network and its application to perfusion culture of stem cells.Shanglong Xu, Dichen Li, Bingheng Lu and Yiping Tang.Rapid Prototyping Journal 13/2 (2007) 99–106) Weiguo Bian等人以TCP为原料，制作出了抗压强度为12.4±0.5 Mpa的支架。

（Fabrication of a bio-inspired beta-Tricalcium phosphate/collagen scaffold based on ceramic stereolithography and gel casting for osteochondral tissue engineering. Weiguo Bian,Dichen Li, Qin Lian, Xiang Li and Weijie Zhang.Rapid Prototyping Journal 18/1 (2012) 68–80)
Jeong Joon Yoo等人利用Hap为原料，表面喷以生物涂层得到仿生支架，其抗压强度为9.17±3.2 MPa。

（Preparation of a hemiporous hydroxyapatite scaffold and eva
as a cell-mediated bone substitute.Jeong Joon Yoo, Hee Joong Kim, Sang-Min Seo , Kyung-Sik Oh.Ceramics International 40 (2014) 3079–3087)。

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peek材料应用

peek材料应用

peek材料应用PEEK是什么材料[1]PEEK是什么材料聚醚醚酮(PEEK)树脂是一种性能优异的特种工程塑料，与其他特种工程塑料相比具有诸多显著优势，耐高温、机械性能优异、自润滑性好、耐化学品腐蚀、阻燃、耐剥离性、耐辐照性、绝缘性稳定、耐水解和易加工等，在航空航天、汽车制造、电子电气、医疗和食品加工等领域得到广泛应用。

性能优异应用广PEEK树脂最早在航空航天领域获得应用，替代铝和其他金属材料制造各种飞机零部件。

汽车工业中由于PEEK 树脂具有良好的耐摩擦性能和机械性能，作为制造发动机内罩的原材料，用其制造的轴承、垫片、密封件、离合器齿环等各种零部件在汽车的传动、刹车和空调系统中被广泛采用。

PEEK树脂是理想的电绝缘体，在高温、高压和高湿度等恶劣的工作条件下，仍能保持良好的电绝缘性能，因此电子信息领域逐渐成为PEEK树脂第二大应用领域，制造输送超纯水的管道、阀门和泵，在半导体工业中，常用来制造晶圆承载器、电子绝缘膜片以及各种连接器件。

作为一种半结晶的工程塑料，PEEK不溶于浓硫酸外的几乎所有溶剂，因而常用来制作压缩机阀片、活塞环、密封件和各种化工用泵体、阀门部件。

PEEK树脂还可在134℃下经受多达3000次的循环高压灭菌，这一特性使其可用于生产灭菌要求高、需反复使用的手术和牙科设备。

PEEK不仅具有质量轻、无毒、耐腐蚀等优点，还是目前与人体骨骼最接近的材料，可与肌体有机结合，所以用PEEK树脂代替金属制造人体骨骼是其在医疗领域的又一重要应用。

国内生产发展快PEEK树脂是20世纪70年代末由英国原ICI公司开发的，自问世以来，一直被作为一种重要的战略性国防军工材料，许多国家均限制出口。

PEEK 成型温度320度~390度烘料温度160~185 5H~8H 模具温度140~180这种材料成型温度太高，对螺杆损伤比较严重，在设定螺杆转速时速度不能太快，注射压力在100~130MPa 注射速度40~80 。

纳米技术在骨科的应用进展

纳米技术在骨科的应用进展

《中华骨与关节外科杂志》2021年10月第14卷第10期Chin J Bone Joint Surg，Oct.2021，Vol.14，No.10纳米技术在骨科的应用进展*田静静1李嘉浩2李春旭2赵宇2**（1.中国医学科学院北京协和医学院北京协和医院医学科学研究中心，北京100730；2.中国医学科学院北京协和医学院北京协和医院骨科，北京100730）【摘要】近年来，纳米技术的发展革命性地改变了现代科学的研究方向，特别是在骨科领域。

纳米技术正通过植骨材料、骨科感染防治、癌症诊断与治疗等彻底改变着骨科，各种具有独特化学、物理和生物特性的纳米结构已被应用于骨科，以提高其诊断和治疗方式。

本文对纳米技术在植骨材料领域、骨科感染防治和癌症诊断与治疗三个方面的应用进行概述，尤其是在植骨材料方面，如何使用纳米材料来诱导植入物与天然骨之间的相互作用模拟天然骨的再生仍然是一个挑战。

目前，大部分纳米技术在骨科的应用尚处于起步阶段，但可以预见其巨大的应用潜力。

尽管纳米技术有可能彻底改变骨科的诊断和治疗方式，但其对健康的长期影响还知之甚少，仍需要临床进行广泛的安全性研究，在见证纳米技术改变骨科的同时也要充分考虑这一点。

【关键词】纳米技术；植骨材料；骨科；感染；陶瓷；癌症Applications progress of nanoscience and nanotechnology in orthopedics*TIAN Jingjing1,LI Jiahao2,LI Chunxu2,ZHAO Yu2**(1.Medical Science Research Center;2.Department of Orthopaedics,Peking Union Medical College Hospital,Chinese Academy of Medical Sciences&Peking Union Medical College,Beijing100730,China)【Abstract】In recent years,the development of nanoscience and nanotechnology(nanotechnology)has dramatically changed the research interests of modern science,especially in the field of orthopedics.Nanotechnology has revolutionized the orthopedics from aspects of implant bone substitutes,anti-infection and cancer diagnose and therapy.Various nanostructures with unique chemical,physical and biological traits are applied in orthopedics to improve the way of diagnosis and treatment.In this article a comprehensive review on the applications of nanotechnology in orthopedics including implant bone substitutes,anti-infection and cancer diagnose and therapy were conducted.As for implant bone substitutes,how to induce the interaction of implants and natural bone to mimic the natural bone regeneration is still a challenge.Nowadays most applications of nanotechnology in orthopedics are still in the early stage,but its great potential in orthopedics can be prospected.Though nanotechnology has the potential to completely change the diagnosis and treatment in orthopedics,the long-term effect of nanotechnology on human health is still unknown,which need extensive clinical safety studies to verify.Therefore,we should give sufficient consideration to the side effect of nanotechnology when use it.【Key words】Nanotechnology;Implant Bone Substitutes;Orthopedics;Infection;Ceramic;Cancer纳米技术是21世纪最具有突破性潜力的领域之一，其提高控制和改善疾病的能力，有助于诊断和治疗复杂的医疗问题。

PEEK复合材料的性能研究

PEEK复合材料的性能研究


0 61 10- 6
40 43
1 79 10- 6
26 47
弯曲强度 / MPa
183 17
218 05
注: 1) 以上结果为 4 次测试的平均值
两种 PEEK 复合材料的常规力学性能和摩擦磨损 性能如表 1 所示。从表 1 中可以看出, 黑色 PEEK 复 合材料具有更好的韧性。两种 PEEK 复合材料的摩擦 系数 都 很小, 黑 色 PEEK 复 合 材 料 的 摩擦 系 数 为 0 21, 而灰色 PEEK 复合材料 的摩擦系数只有 0 18; 这是由于其中的固体润滑剂 PTFE 比石墨本身具有更 好的润滑性能所致。另外, 从表 1 还可以看出, 两种 PEEK 复合材料的磨损率都很小; 因为 PEEK 中除添 加有固体润滑剂外, 还添加有其它增强材料如无机纳 米粉末等。
第 30 卷第 4 期
颜红侠 宁 荣昌 黄 英: PEEK 复合材料的性能研究
45
PEEK 复合材料的摩擦系数为 0 21, 黑色 PEEK 复合 材料具有更好的韧性, 两种复合材料主要受粘着磨损 机制控制, 并伴有热塑性流动磨损。
图 1 灰色 PEEK 的 SEM 照片
Fig 1 SEM photo of gray PEEK composite
试验载荷为 196 N, 转速为 200 r/ min, 摩擦时间为 2
h。采用感量为 0. 01 mg 的分析天平称量试样磨损质
量变化, 将其转换为磨损体积损失, 以单位载荷单位
磨损行程内试样的磨损体积损失作为磨损率; 通过测 定摩擦力矩并计算得出摩擦系数, 摩擦系数取值为达
到稳定磨损状态后 1 h 内的平均值。
2 结果与讨论
表 1 两种 PEEK 复合材料和 力学性能和摩擦磨损性能1)
peek医用级标准

peek医用级标准

peek医用级标准在医疗行业中，为了确保患者的健康和安全，医用设备的标准化和质量控制变得尤为重要。

PEEK（聚醚醚酮）是一种具有优异性能的医用级高分子材料，被广泛应用于医疗器械和假体等领域。

本文将探讨PEEK医用级标准的制定和应用。

一、PEEK医用级标准的制定医用级标准的制定是为了确保医疗器械和假体的质量和安全性。

PEEK作为一种用于医疗行业的高分子材料，也需要遵循一系列的标准要求。

目前，国际上对于PEEK医用级标准的制定主要以ISO标准为主导。

ISO 13485是质量管理体系标准，规定了医疗器械的设计、开发、生产和服务等全过程的要求。

此外，ISO 10993是生物相容性标准，用于评估材料对人体健康的潜在风险。

二、PEEK医用级标准的内容PEEK医用级标准主要包括以下几个方面：1. 物理性能：包括材料的强度、硬度、耐磨性等。

这些物理性能对于医疗器械和假体的稳定性和耐用性至关重要。

2. 化学性能：包括材料的化学稳定性、耐酸碱性、耐腐蚀性等。

这些化学性能保证了材料在体内环境中的稳定性和安全性。

3. 生物相容性：根据ISO 10993标准，评估PEEK材料对人体的生物相容性，包括细胞毒性、皮肤接触过敏性、体内植入刺激性等。

4. 尺寸稳定性：PEEK作为医用材料，其尺寸稳定性至关重要。

材料应具有良好的尺寸稳定性，以满足医疗器械和假体的精确度要求。

5. 表面处理：PEEK材料的表面处理对于其应用性能和生物相容性有着重要影响。

标准中通常会包含对表面处理方法和要求的规定。

三、PEEK医用级标准的应用PEEK医用级标准的应用范围广泛。

首先，PEEK材料被广泛应用于医疗器械领域，如外科手术器械、人工关节、牙科设备等。

其优异的物理性能和生物相容性使得PEEK材料成为医疗器械制造商的首选材料。

其次，PEEK还被用于骨科假体的制造。

由于其与骨骼组织之间良好的相容性，PEEK假体能够有效地融合到人体骨骼中，提供良好的支持和稳定性。