Material de Implante Médico - PEEK (Polieter Éter Cetona)

É bem conhecido que o corpo humano tem requisitos muito altos para materiais de implante. Por muito tempo, os metais foram o material de escolha para implantes. Já no século 16, folhas finas de ouro puro eram usadas para reparar defeitos cranianos. Nos últimos anos, com o rápido desenvolvimento da ciência dos materiais, os materiais poliméricos médicos gradualmente se tornaram os mais amplamente utilizados e em maior volume. O PEEK (Polieter Éter Cetona), como um novo tipo de material de implante médico, destacou-se entre muitos materiais médicos devido às suas excelentes propriedades e está sendo cada vez mais utilizado em áreas como ortopedia, cirurgia cardiovascular e espinhas artificiais.

1, Excelente Desempenho: O Material Mais Próximo do Osso

A biocompatibilidade é o fator mais básico para determinar se um material é adequado para a implantação humana. O material deve ser não tóxico, não mutagênico, não cancerígeno e não alérgico. O PEEK de grau implantatório passou por testes abrangentes de biocompatibilidade em instituições de testes independentes no exterior, de acordo com os rígidos padrões ISO 10993. Os resultados mostram que o PEEK de grau implantatório possui excelente biocompatibilidade, sem efeitos adversos.

A famosa Lei de Wolff afirma que o osso cresce onde é necessário e é absorvido onde não é necessário, o que significa que o crescimento, a absorção e a remodelação do osso estão todos relacionados ao estado de estresse do osso. Como o módulo de elasticidade dos metais é muito maior que o do osso, quando um metal é implantado no corpo, ele assume a maior parte da carga mecânica, reduzindo a carga no osso e criando um efeito de proteção contra estresse. Isso atrasa a cicatrização óssea e, com o tempo, o osso se torna poroso ou até mesmo degenera. Em contraste, o módulo de elasticidade do PEEK é muito próximo ao do osso, permitindo que o osso suporte mais estresse, mantendo-o mais saudável.

Além disso, em comparação com os metais, o PEEK é radiolucente, proporcionando boa visibilidade em raios-X. Os raios-X não mostram artefatos, permitindo que cirurgias sejam realizadas com assistência de tomografia computadorizada (TC) ou ressonância magnética (RM), ajudando os médicos a ajustar a posição do implante durante a cirurgia e a rastrear facilmente o processo de cicatrização pós-operatória, monitorando efetivamente o crescimento e a cura do osso.

2, Reparação do Crânio: Evitando o Desconforto dos Invernos Frios e Verões Quentes

Para restaurar melhor a integridade do crânio e proteger efetivamente o tecido cerebral, os pesquisadores em neurocirurgia há muito buscam um material que se assemelhe mais ao crânio para reparos. Os pesquisadores descobriram que o PEEK é atualmente o material de reparo do crânio clínico com propriedades mais semelhantes ao osso humano.

Comparado às ligas de titânio comumente usadas, as propriedades físicas do PEEK estão mais próximas do osso humano. É robusto e evita o risco de deformação sob pressão. Suas propriedades de isolamento térmico ajudam a evitar o desconforto dos invernos frios e verões quentes. Embora as ligas de titânio conduzam bem o calor, isso se torna uma desvantagem para os pacientes. Quando expostos a mudanças de temperatura externas, o ambiente dentro do crânio muda, afetando o conforto. Por exemplo, no inverno, quando um paciente se desloca de um espaço interno aquecido para um ambiente externo frio, a excelente condutividade térmica da placa craniana de titânio pode causar desconforto ou dor. As propriedades de isolamento térmico do PEEK evitam o desconforto associado à malha de liga de titânio em climas quentes e frios.

O Hospital Provincial de Gansu utilizou com sucesso o PEEK em uma cirurgia de reparo de defeito craniano. De acordo com Yang Youwen, o diretor do departamento de neurocirurgia do hospital, o PEEK supera as desvantagens dos materiais convencionais de reparo craniano, como acrílico, cimento ósseo e liga de titânio, que frequentemente resultam em forte rejeição, efeitos de modelagem ruins, isolamento deficiente e desconforto, além de baixa transparência em raios-X pós-operatórios. Também evita o desconforto causado por mudanças de temperatura. Com a tecnologia de impressão 3D, o PEEK pode ser moldado para se ajustar perfeitamente, proporcionando excelente biocompatibilidade, e suas propriedades mecânicas são semelhantes às do osso humano. Espera-se que este novo material se torne o material preferido para cirurgias de reparo craniano.

3, Reparação Espinhal: Reduzindo a Ocorrência de Complicações

Nos últimos anos, a incidência de doenças da coluna lombar e cervical na China tem aumentado ano após ano, tornando-se mais prevalente entre os mais jovens. O número de pacientes com doenças lombares excedeu 200 milhões, e há também 200 milhões de pacientes com problemas na coluna cervical. Se um paciente tem uma doença degenerativa da coluna, os médicos recomendarão a remoção do disco intervertebral doente e a implantação de um dispositivo chamado "gaiola de fusão intersomática" como substituição.

Uma gaiola de fusão fornece uma conexão óssea entre vértebras adjacentes para tratar dor nas costas crônica causada por doenças do disco ou instabilidade espinhal. Em setembro de 1996, a FDA dos EUA aprovou oficialmente o uso de gaiolas de fusão intersomática para cirurgia de fusão lombar. A China introduziu a cirurgia de substituição de disco artificial por volta de 2003.

Atualmente, os tipos mais comuns de gaiolas de fusão intersomática na China são feitos de ligas de titânio ou PEEK. Devido ao alto módulo de elasticidade das ligas de titânio, a proteção contra estresse pós-operatório frequentemente causa fusão retardada, levando ao aumento do uso de gaiolas de fusão PEEK nos últimos anos. As gaiolas de fusão intersomática de PEEK são compatíveis com imagens de raios-X e RM, e seu baixo módulo de elasticidade evita complicações com enxertos autólogos e defeitos com enxertos alogênicos.

O Dr. Shang Peng, do Instituto de Tecnologia Avançada de Shenzhen, Academia Chinesa de Ciências, explicou que o PEEK modificado possui um desempenho ainda mais forte. Ao se entrelaçar com colágeno tipo I, a hidrofilicidade da superfície e as propriedades de adesão celular do PEEK podem ser melhoradas, fazendo com que o material modificado tenha melhor biocompatibilidade e capacidade de fusão óssea do que os materiais não modificados.

4, Tratamento de Fraturas: Reduzindo a Probabilidade de Refratura

Em 1895, placas de metal foram usadas pela primeira vez para fixação interna no tratamento de fraturas, mas a corrosão era um problema. Embora a introdução do aço inoxidável tenha resolvido esse problema, o efeito de proteção contra estresse se tornou uma preocupação. Placas de metal de alto módulo de elasticidade bloqueiam os estresses externos necessários, levando a um osso fraco e poroso. Quando a placa é removida e o osso cicatrizado é submetido a estresse de carga, ele não consegue se adaptar ao ambiente de estresse em mudança e é propenso a refraturas. O PEEK, por outro lado, apresenta melhor resistência à fadiga por flexão, não é afetado por pré-tratamento e termomoldagem, e possui boa compatibilidade tecidual, permitindo que a placa de fixação se ajuste mais precisamente ao osso do paciente.

Além disso, âncoras de sutura de PEEK são amplamente utilizadas em medicina esportiva, principalmente para tratar lesões no manguito rotador ou ligamentos e outras lesões nas articulações. Âncoras de metal tradicionais podem causar complicações como afrouxamento, retirada e danos à cartilagem, enquanto a introdução de suturas de alta resistência aumenta a carga na junção da âncora de sutura, elevando o risco de corte na junção. As âncoras de sutura de PEEK evitam esses problemas. Em comparação com âncoras absorvíveis, o PEEK possui maior resistência e transparência em raios-X, garantindo que não haja artefatos metálicos na imagem pós-operatória, enquanto seu módulo de elasticidade está entre o osso cortical e o esponjoso, reduzindo a proteção contra estresse e promovendo a cicatrização óssea.

5, Implantes Dentários: Proporcionando Mais Conforto aos Pacientes

Devido à sua excelente estabilidade química e resistência à maioria dos reagentes químicos, o PEEK está se tornando cada vez mais utilizado na medicina dentária. Os materiais de PEEK são aplicados principalmente a componentes de implantes dentários, como pilares temporários, tampas de cicatrização e pilares de cicatrização. Em comparação com materiais comumente usados, como metal, zircônia e alumina, o PEEK não requer sinterização, tornando-o mais preciso; sua baixa densidade e leveza proporcionam mais conforto aos pacientes. A suavidade do material atua como um acolchoamento, reduzindo o impacto durante a mordida.

Desvantagens do PEEK como Implante Médico

Fabricação Complexa - O processo de fabricação do PEEK é relativamente complexo, requerendo alta temperatura e alta pressão, o que pode aumentar os custos de produção.

Alto Custo - Em comparação com outros materiais, como ligas de titânio, o PEEK é mais caro, o que pode afetar o custo geral da cirurgia.

Baixa Taxa de Adoção Clínica - Como o PEEK foi introduzido mais tarde no campo médico, sua taxa de uso clínico ainda é baixa. Os médicos estão mais acostumados a usar materiais de titânio, portanto, a aplicação clínica do PEEK ainda não é ampla. Mais experiência clínica e compartilhamento de conhecimento são necessários para uma adoção mais ampla.