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3D打印

解析3D打印PEEK聚合物在醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用前景

發(fā)布日期:2022-10-09 點(diǎn)擊率:53


PEEK被工程界稱為“21世紀(jì)最有前途的材料”。如今已經(jīng)有超過200萬件產(chǎn)品被植入人體。該材料以其優(yōu)異的性能和質(zhì)量得到了眾多醫(yī)療器械制造商和外科醫(yī)生的認(rèn)可,已經(jīng)在脊柱、創(chuàng)傷和關(guān)節(jié)領(lǐng)域全面進(jìn)入使用。聚醚醚酮(PEEK)樹脂是由上世紀(jì)70年代末發(fā)出來的一種具有超高性能的特種工程塑料。PEEK能在眾多醫(yī)用原材料中脫穎而出,與其自身的特性密不可分優(yōu)異的生物相容性。生物相容性是一種材料是否適用于植入體的最基本的要求。植入材料必須無細(xì)胞毒性、誘變性、致癌性,且不致引發(fā)過敏。本站曾報(bào)道,第四軍醫(yī)大學(xué)唐都醫(yī)院最近完成了3D打印PEEK肋骨的植入手術(shù),接下來就為大家深入解析一下PEEK聚合物在醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用特性和現(xiàn)狀。

PEEK與其他特種工程塑料相比具有諸多顯著優(yōu)勢(shì),如耐高溫、機(jī)械性能優(yōu)異、自潤(rùn)滑性好、耐化學(xué)品腐蝕、阻燃、耐剝離性、耐輻照性、絕緣性穩(wěn)定、耐水解和易加工等,在航空航天、汽車制造、電子電氣、醫(yī)療和食品加工等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。對(duì)PEEK進(jìn)行共混、填充、纖維復(fù)合等增強(qiáng)改性處理,可以得到性能更加優(yōu)異的PEEK復(fù)合材料,其被稱為“21世紀(jì)最有前途的材料”。

聚醚醚酮樹脂基本特性:

(1)耐高溫性:PEEK具有較高的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg=143℃)和熔點(diǎn)(Tm=334℃),其負(fù)載熱變形溫度高達(dá)316℃,長(zhǎng)期使用溫度為260℃,瞬時(shí)使用溫度可達(dá)300℃。

(2)韌性和剛性:PEEK具有韌性和剛性,特別是對(duì)交變應(yīng)力下的抗疲勞性非常突出,可與合金材料相媲美。

(3)抗蠕變性:性能優(yōu)異,是熱塑性樹脂最好的抗蠕變材料。

(4)自潤(rùn)滑性(耐磨性):PEEK具有優(yōu)良的滑動(dòng)特性,適合于嚴(yán)格要求低摩擦系數(shù)和耐磨耗用途的場(chǎng)合;特別是用碳纖維、石墨、PTFE改性的PEEK耐磨性非常優(yōu)越。

(5)耐腐蝕性:濃硫酸外,PEEK不溶于任何溶劑和強(qiáng)酸、強(qiáng)堿,而且耐水解,具有很高的化學(xué)穩(wěn)定性。

(6)耐水解性:在溫度250℃的蒸汽或處在高壓的水中浸泡,PEEK制品仍可以連續(xù)工作數(shù)千小時(shí)而不出現(xiàn)明顯的性能下降;在所有的工程塑料中,PEEK具有最好的耐水解性和耐蒸汽性。

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(7)抗輻射性:具有極強(qiáng)的抗高劑量γ射線輻射的性能,機(jī)械性能可得到完整的保留,超過了通用樹脂中耐輻射性能最好的聚苯乙烯,可用作核設(shè)備中的耐輻射零件。

(8)阻燃性:聚醚醚酮PEEK具有自熄性,即使不加任何阻燃劑,可達(dá)UL標(biāo)準(zhǔn)的94V-0級(jí)(最高級(jí))。

(9)無毒性:可用于食品衛(wèi)生、醫(yī)療器械等領(lǐng)域。

(10)耐疲勞性:在所有的樹脂中,PEEK具有最好的耐疲勞性。

(11)易加工性:PEEK樹脂雖然是超耐熱樹脂,但由于它具有高溫流動(dòng)性好、熱分解溫度很高等優(yōu)點(diǎn),可采用注射成型、擠出成型、模壓成型、吹塑成型、熔融紡絲、旋轉(zhuǎn)成型及粉末噴涂等多種加工方式。

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