Chirurgia rekonstrukcyjna pełni ważną rolę w medycynie, ponieważ defekty twarzoczaszki powstałe w wyniku choroby, bądź wypadku rzutują nie tylko na wygląd pacjenta, ale równie często na jego codzienne funkcjonowanie oraz zdrowie psychiczne. Spersonalizowane rozwiązania tworzone na podstawie wirtualnego planowania operacji są znacznie lepszym wyborem w stosunku do standardowych rozwiązań, ze względu na znaczne lepsze efekty estetyczne. Krótszy jest także czas trwania operacji oraz zmniejszone jest ryzyko wystąpienia śródoperacyjnych oraz pooperacyjnych powikłań. Produkcja implantów kostnych nie ogranicza się jedynie do zastosowania materiałów metalowych. Jednym z biomateriałów stosowanych do wytwarzania spersonalizowanych implantów kostnych jest polieteroeteroketon w skrócie zwany PEEK. Jest to syntetyczny polimer, ze względu posiadane właściwości jest alternatywą do popularnych implantów metalowych.
Odpowiedni materiał do odpowiedniego zastosowania
PEEK poza zastosowaniem w chirurgii szczękowo – twarzowej, najczęściej jest wykorzystywany w chirurgii kręgosłupa oraz chirurgii ortopedycznej. PEEK jest wytrzymałym tworzywem polimerowym zachowującym swe chemiczne oraz mechaniczne właściwości nawet w wysokich temperaturach. Materiał ma bardzo wysoką odporność na ścieranie, niski współczynnik tarcia oraz małą wrażliwością na zmianę temperatury. PEEK charakteryzuje się bardzo dobrą biokompatybilnością w środowisku tkankowym, zachowuje swoje właściwości mechaniczne oraz fizyczne podczas długotrwałej implantacji.
Implanty wykonane z polieteroeteroketonu mogą być stosowane w skomplikowanych rekonstrukcjach, nawet trudno dostępnych regionów. Mocowanie implantu do sąsiednich tkanek może się odbyć poprzez standardowe śruby wybrane przez chirurga. Poza tym PEEK charakteryzuje się przezroczystością dla promieni RTG. Materiał sterylizowany jest popularnymi metodami stosującymi: parę wodną pod ciśnieniem, promieniowanie gamma czy tlenek etylenu. Produkcja implantu wykonanego z PEEKu opiera się na nadaniu mu odpowiedniego kształtu w procesie frezowania z bloku materiału.
PEEK vs Ti6Al4V
Badania naukowe wykonane przez naukowców z Department of Mechanical Engineering [2] oparte na metodzie elementów skończonych trójwymiarowego modelu implantu czaszkowego wykonanego z trzech najczęściej stosowanych materiałów do produkcji indywidualnych implantów: tytanu, a właściwie jego stopu – Ti6Al4V, polimetakrylanu metylu (PMMA) oraz polieteroeteroketonu (PEEK) umożliwiły ich porównanie pod względem właściwości mechanicznych.
Zaobserwowano, że stop tytanu – Ti6Al4V wykazuje mniejsze odkształcenie, w porównaniu do PMMA oraz PEEKu. Najmniejsza wartość naprężenia zredukowanego została odnotowana w przypadku polieteroeteroketonu, zarówno podczas obciążenia minimalnego jak i maksymalnego. Jednak PEEK zapewnia również lepsze rezultaty w innych aspektach.
Jak przedstawia powyższa, tabela własności mechaniczne PEEKu i kości są do siebie zbliżone. W przypadku modułu Younga oznacza to tyle, że im ta różnica jest mniejsza tym mniejsze prawdopodobieństwo wystąpienia zjawiska stress shielding mogącego powodować zanik tkanki kostnej. Dlaczego pomimo tylu zalet i podobieństwa pod względem parametrów mechanicznych do kości PEEK nie cieszy się tak dużą popularnością, jak stop tytanu Ti6Al4V?
Koszt wytworzenia implantu z PEEKu jest wyższy niż w przypadku stopu tytanu. Integracja implantu z otaczającą go strukturą kostną jest procesem szybszym w przypadku zastosowania tytanowych implantów porowatych, bądź hybrydowych. Nie bez znaczenia podczas doboru materiału ma jego wytrzymałość mechaniczna a w przypadku tytanu jest ona znaczenie lepsza. Nasz poprzedni post Tytan jako materiał na implanty pozwala na zapoznanie się z istotnymi właściwościami mechanicznymi tytanu ale również z jego klasyfikacją.
Podsumowując: pomimo, iż implanty wykonane z polieteroeteroketonu nie cieszą się taką popularnością na rynku medycznym jak te ze stopu tytanu to niewątpliwie warto zastanowić się nad nim jako alternatywą do implantu metalowego. Dlatego też dla każdego klinicznego zastosowania doradzamy w dobrze odpowiedniego biomateriału.
