聚醚醚酮种植体表面纳米改性方法的研究进展

全科口腔医学杂志

General Journal Of Stomatology

2019 年

1月 第6卷/第2期V ol.6, No.2 Jan. 2019

28

聚醚醚酮种植体表面纳米改性方法的研究进展

巫佩瑶，杨雨青，张越茗

（四川大学华西口腔医院儿童口腔科，四川大学华西口腔医学院口腔疾病研究国家重点实验室，

四川省 成都市 610041）

【摘要】聚醚醚酮是一种颜色与牙齿相近的有机合成高分子材料，它具有优异的耐腐蚀性和力学性能，有潜力成为美观的牙种植材料。迄今为止，研究者已经采用四种工艺对聚醚醚酮种植体表面进行纳米改性：旋涂、气体等离子体刻蚀、电子束沉积和等离子体离子浸没注入。本文将对此作一综述。

【关键词】聚醚醚酮；纳米；表面改性

【中图分类号】R318.01 【文献标识码】A 【文章编号】ISSN.2095-8803.2019.2.28.01

聚醚醚酮（PEEK ）是一种颜色与牙齿相近的有机合成高分子材料，它具有优异的耐腐蚀性和力学性能，有潜力成为美观的牙种植材料。PEEK 可通过与生物活性粒子结合形成高分子混合物，提高其导电性能和表面粗糙度。但将其与微米尺寸颗粒结合将导致力学性能下降，因此，近年来研究者们通过纳米颗粒涂覆或二者共混产生纳米级表面形貌，以提高表面生物活性。迄今为止，已经采用四种工艺对PEEK 种植体的表面进行纳米改性，包括旋涂、气体等离子体刻蚀、电子束沉积和等离子体离子浸没注入。本文将对此作一综述，以确定表面纳米改性PEEK 作为牙种植材料的可行性[1]。

1 旋涂法

旋涂法是制备功能薄膜的常用方法。利用旋涂法可在PEEK 种植体表面形成较薄的羟基磷灰石涂层，改善厚涂层的缺陷。主要过程包括滴胶、高速旋转和干燥（溶剂挥发）三个步骤。研究发现改进植入物设计后，涂覆羟基磷灰石的PEEK 较未涂覆PEEK 种植体相比去除扭矩增高，提示合适的种植体设计和生物活性涂层是PEEK 种植体种植成功的重要因素。然而，目前还没有研究对纳米羟基磷灰石涂层的结合强度进行测试[2]。

2 等离子体浸入式离子注入法

等离子体浸入式注入法通过对种植体表面注入某种新的离子、原子、官能团来改变其本身的生物学活性或相容性。可通过此方法在PEEK 种植体表面注入纳米TiO2颗粒，该种植体对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌具有一定的抗菌活性，但尚不清楚其对牙周常见致病菌是否有类似的活性。此外，表面注入类金刚石涂层的PEEK 种植体的体外生物活性也有所提高，但体内效果如何尚待评估[3]。

3 电子束蒸发沉积法

电子束蒸发沉积法即在真空条件下利用电子束直接加热蒸发材料转变为气态，并向基板输运，最后在基底上凝结形成薄膜。用电子束蒸发沉积法在PEEK 种植体表面镀上钛薄膜可以提高表面润湿性并促进细胞粘附。当钛涂层阳极氧化后，会转变为厚度均匀（2 μm ）、无裂纹、高孔隙率的纳米氧化钛（nTiO2）层，可用于载运BMP-2。BMP-2在干细胞向成骨细胞分化的过程中起重要作用，因此，该

方法改性的PEEK 种植体骨整合率升高[4]。

4 气体等离子体纳米刻蚀

将PEEK 种植体暴露于低功率等离子体气体中可以实现PEEK 表面的纳米刻蚀。研究显示，等离子体刻蚀后的PEEK 亲水性及粗糙度都增加，会引起蛋白质粘附增加，进而促进人类间充质细胞增殖。研究发现氧等离子体处理的PEEK 种植体即使在表皮葡萄球菌存在的情况下也能促进成骨细胞的粘附。目前认为等离子体处理对PEEK 表面性质的改善随时间的推移而下降，在处理前用脉冲Nd ：YAG 激光处理PEEK 可以延长等离子体的作用[5]。

5 结 论

综上所述，旋涂、等离子体浸入式离子注入、电子束蒸发沉积和气体等离子体刻蚀可以在纳米层面对PEEK 种植体表面进行改性，赋予其表面生物活性。然而，上述许多研究还仅限于体外试验阶段，有待更多的动物和临床研究。

参考文献

[1] Schwitalla A,Muller W D.PEEK dental implants:a review

of the literature[J].J Oral Implantol,2013,39(6):743-749.[2] Barkarmo S,Wennerberg A,Hoffman M,et al.Nano-hydroxyapatite-coated PEEK implants:a pilot study in rabbit bone[J].J Biomed Mater Res A,2013,101(2):465-471.[3] L u T,L i u X ,Q i a n S ,e t a l.M u l t i l e v e l s u r f a c e

engineering of nanostructured TiO2 on carbon-fiber-reinforced polyetheretherketone[J].Biomateria ls,2014,35(22):5731-5740.

[4] Macdonald M L,Samuel R E,Shah N J,et al.Tissue

integration of growth factor-eluting layer-by-layer polyelectrolyte multilayer coated implants[J].Biomateria ls,2011,32(5):1446-1453.

[5] Poulsson A H,Eglin D,Zeiter S,et al.Osseointegration

of machined,injection moulded and oxygen plasma modified PEEK implants in a sheep model[J].Biomateria ls,2014,35(12):3717-3728.

本文编辑：刘欣悦