聚醚醚酮材料的性能及在兒童口腔中的應(yīng)用

李思媛（通信作者），薛雅娟

陜西省藥品和疫苗檢查中心 （陜西西安 710065）

聚醚醚酮（poly-ether-ether-ketone，PEEK）是一種高分子材料，其具有耐磨損、耐腐蝕、耐高溫和輕量化特性，是理想的取代金屬的新型超高性能聚合物材料。PEEK 目前在口腔領(lǐng)域的種植基臺(tái)、嵌體、支架、矯治器等方面應(yīng)用也越來(lái)越廣泛。目前，臨床上修復(fù)乳牙冠的方式主要有不銹鋼預(yù)成冠、氧化鋯全瓷預(yù)成冠[1]。近年來(lái)國(guó)內(nèi)外已有成功使用PEEK 人體植入物和口腔修復(fù)體的報(bào)道，但有關(guān)于PEEK 在兒童口腔醫(yī)學(xué)上的臨床應(yīng)用報(bào)道較少。

齲齒和牙齒缺失是我國(guó)兒童口腔科常見(jiàn)的臨床現(xiàn)象。研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)乳牙缺損大、難以充填或防止乳牙修復(fù)后繼續(xù)齲壞時(shí)，可采用乳牙預(yù)成冠恢復(fù)乳牙形態(tài)和咀嚼功能，并保證后期正常被恒牙替換[2-3]。乳牙預(yù)成冠的作用在于能夠?qū)和膿Q牙進(jìn)行保護(hù)，增強(qiáng)牙齒的強(qiáng)度，在使用乳牙期間能較好地保護(hù)牙齒不受外力干擾，延長(zhǎng)乳牙使用的時(shí)間。

兒童牙齒早失后，為防止鄰牙向缺隙部位傾斜和對(duì)頜牙伸長(zhǎng)，可設(shè)計(jì)間隙保持器保持早失牙齒的近遠(yuǎn)中間隙和垂直間隙，促進(jìn)繼承恒牙正常萌出?；诖耍狙芯繉?duì)PEEK 的性能優(yōu)點(diǎn)及其在兒童口腔領(lǐng)域中的修復(fù)牙體缺損的乳牙預(yù)成冠、修復(fù)乳牙早失的PEEK 間隙保持器等進(jìn)行介紹。

1 PEEK 的概述

隨著材料科學(xué)的迅速發(fā)展，醫(yī)用高分子材料逐漸成為應(yīng)用廣泛、用量較大的材料。PEEK 作為一種新型醫(yī)用植入材料，具有優(yōu)異的生物相容性。且PEEK 的彈性模量與骨骼非常接近，骨骼所受的應(yīng)力并不完全由植入體承擔(dān)，可使骨骼更健康[4-5]。

1.1 PEEK 材料的性能優(yōu)點(diǎn)

PEEK 具有質(zhì)量輕、無(wú)毒、耐高溫、機(jī)械性能優(yōu)異及耐化學(xué)品腐蝕、阻燃、耐輻照性、絕緣性穩(wěn)定、耐水解等許多優(yōu)點(diǎn)，在醫(yī)療和食品加工等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。PEEK 化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，除濃硫酸外，不與其他成分發(fā)生反應(yīng)。另外通過(guò)全系列的生物檢測(cè)，尤其是細(xì)胞毒性為0 級(jí)，證明其具備十分優(yōu)良的生物相容性。PEEK 的彈性模量相當(dāng)于人體的頜骨，由其制作的修復(fù)體能夠起到一部分“減震”作用，特別適合種植體的上部修復(fù)。PEEK 的密度與人牙齒的密度相近，比金屬或二氧化鋯小3 ～4 倍，佩戴舒適、輕盈，不會(huì)產(chǎn)生異物感[5]。同時(shí)，研究證實(shí)PEEK 樹(shù)脂具有高溫流動(dòng)性好、熱分解溫度高等優(yōu)點(diǎn)，可采用注射成型、擠出成型等多種加工方式，且PEEK 吸水率低，填料分布均勻，可減少牙菌斑聚集，使佩戴舒適,無(wú)離子析出[6]。

1.2 PEEK 材料的應(yīng)用

目前PEEK 在醫(yī)用領(lǐng)域常用于人體的骨關(guān)節(jié)、韌帶、顱骨、牙齒等許多部位。

1.2.1 骨折的治療

研究證實(shí)，PEEK 具有較好的彎曲疲勞強(qiáng)度，且不受預(yù)處理和熱成型的影響，組織相容性好，使固定板能更加準(zhǔn)確地貼合到患者的骨組織中[7]。

PEEK 在運(yùn)動(dòng)醫(yī)學(xué)方面得到廣泛應(yīng)用，主要用于治療肩袖、韌帶撕裂或其他關(guān)節(jié)內(nèi)損傷。傳統(tǒng)的金屬鉚釘易出現(xiàn)松動(dòng)、拔出和軟骨損傷等并發(fā)癥，且高強(qiáng)度縫線的出現(xiàn)，增加了縫線鉚釘結(jié)合處的負(fù)荷，從而增加了結(jié)合處切割的風(fēng)險(xiǎn)。利用PEEK 材料制作縫線鉚釘可以避免以上這些問(wèn)題的產(chǎn)生。同時(shí)，與可吸收鉚釘相比，PEEK 又具有更高的強(qiáng)度和X 線可穿透性，術(shù)后檢查不必?fù)?dān)心金屬偽影，其彈性模量介于皮質(zhì)骨和松質(zhì)骨間，可以減少應(yīng)力遮蔽，從而促進(jìn)骨骼愈合[8]。

1.2.2 修補(bǔ)顱骨

PEEK 是目前性能最接近人體骨骼的臨床顱骨修補(bǔ)材料，與常用的鈦合金相比，其質(zhì)地堅(jiān)固，不會(huì)出現(xiàn)受力凹陷的風(fēng)險(xiǎn)。PEEK 摒棄了有機(jī)玻璃、骨水泥、鈦合金等常規(guī)顱骨修補(bǔ)材料存在的排異反應(yīng)強(qiáng)、塑形效果差、隔熱效果差、舒適性差、術(shù)后X 線透性差等缺陷，避免了溫差引起的不適感[9-10]。

1.2.3 修復(fù)脊椎

目前國(guó)內(nèi)修復(fù)脊椎方面的手術(shù)采用的椎體間融合器主要為鈦合金融合器和PEEK 融合器。由于鈦合金的彈性模量較高，術(shù)后易出現(xiàn)由于應(yīng)力遮蔽而引起融合的延遲，近年來(lái)正逐漸被PEEK 融合器取代。PEEK 材料制成的椎體間融合器能夠兼容X線拍照和磁共振成像，且彈性模量低，可避免自體移植物的并發(fā)癥以及同種異體移植物的缺陷[11-12]。

2 PEEK 在兒童口腔中的應(yīng)用

PEEK 材料可以做永久修復(fù)，也可以做臨時(shí)修復(fù)。據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道[13-14]，PEEK 義齒的耐磨損性能優(yōu)于常規(guī)修復(fù)用的聚甲基丙烯酸甲酯樹(shù)脂牙和塑鋼牙，塑鋼牙（含聚甲基丙烯酸甲酯和無(wú)機(jī)填料）的磨耗量是PEEK 牙磨耗量的5 倍。此外，PEEK 是仿人體骨骼的生物材料，接近牙本質(zhì)的彈性模量，其減震緩沖性具有保護(hù)天然牙和顳下頜關(guān)節(jié)的作用。

2.1 應(yīng)用于修復(fù)牙體缺損的乳牙預(yù)成冠

對(duì)于牙體缺損的乳牙，應(yīng)依據(jù)兒童乳牙的尺寸，建立出一套普遍適用的牙冠數(shù)據(jù)庫(kù)，根據(jù)數(shù)據(jù)庫(kù)和原材料生產(chǎn)產(chǎn)品，用于自然齒冠受損安裝預(yù)成冠前臨時(shí)使用及修復(fù)兒童乳牙破損或齲壞、恢復(fù)牙齒的解剖外形和咀嚼功能形態(tài)。另外，乳牙PEEK 預(yù)成冠的制作應(yīng)使用經(jīng)醫(yī)療器械監(jiān)管部門批準(zhǔn)注冊(cè)或備案的齒科PEEK 等原材料。同時(shí)，乳牙PEEK 預(yù)成冠的外觀表面應(yīng)光滑、有光澤、無(wú)裂紋、無(wú)孔隙，外形應(yīng)符合牙齒的正常解剖形態(tài)，邊緣應(yīng)取無(wú)缺力[15]。

2.1.1 乳牙PEEK 預(yù)成冠的制作

（1）預(yù)備臨床牙齒：研磨牙齒并清潔牙齒周圍區(qū)域；（2）測(cè)量牙齒的近遠(yuǎn)中寬度后，選取合適型號(hào)的預(yù)成冠，將預(yù)成冠放在牙齒上檢查牙頸長(zhǎng)度是否與牙冠長(zhǎng)度匹配；（3）如果長(zhǎng)度不匹配，應(yīng)用牙冠剪修整預(yù)成冠并研磨，確保邊緣光滑咬合合適；（4）用水門汀將預(yù)成冠粘接到牙齒上，用探針檢驗(yàn)邊緣，用牙線檢查鄰接，合適后清除多余的水門汀。

2.1.2 乳牙PEEK 預(yù)成冠的優(yōu)點(diǎn)

（1）預(yù)防繼發(fā)齲、填充物脫落及牙齒折斷；（2）保持牙齒間隙，保證乳恒牙替牙期的安全；（3）增強(qiáng)患兒咀嚼功能，促進(jìn)營(yíng)養(yǎng)吸收；（4）恢復(fù)乳牙外觀及高度，建立正常的咬合關(guān)系；（5）保護(hù)乳牙且增加牙齒的硬度，恢復(fù)牙齒的外形，增強(qiáng)牙齒咀嚼功能。

2.1.3 乳牙PEEK 預(yù)成冠的適用范圍

（1）當(dāng)乳磨牙齲壞面積太大，使用常規(guī)補(bǔ)牙材料進(jìn)行充填修復(fù)時(shí)，可能會(huì)因牙齒固位力不足，導(dǎo)致充填材料反復(fù)脫落；（2）或因補(bǔ)牙材料的聚合收縮，導(dǎo)致本身牙齒與補(bǔ)牙材料間存在縫隙，引起材料與牙齒間繼發(fā)齲；（3）或由于乳磨牙缺損面積過(guò)大，余牙體組織支持力不足，造成牙齒本身易折斷、破損等，建議使用乳牙預(yù)成冠修復(fù)乳牙，不僅可以獲得較好的固位。且修補(bǔ)材料不易脫落，還可以較好地恢復(fù)牙齒的外形和咀嚼功能，適用于自然齒冠受損安裝永久冠之前臨時(shí)使用及修復(fù)兒童乳牙破損或齲壞、恢復(fù)牙齒解剖外形和咀嚼功能形態(tài)[16]。

2.1.4 存在的不足

（1）由于乳牙預(yù)成冠需將牙體進(jìn)行一定的磨鋒操作，可能會(huì)使牙體受到一定的損傷，造成牙根改變，影響牙齒的抗衰老能力。（2）乳牙預(yù)成冠材料昂貴，缺乏可塑性，因此乳牙預(yù)成冠可能不能完全重現(xiàn)牙齒真實(shí)的外形，使患者難以恢復(fù)正常的牙齒形態(tài)。（3）可能導(dǎo)致牙周組織炎癥等。

2.2 修復(fù)乳牙早失的PEEK 間隙保持器

乳牙過(guò)早喪失將影響繼承恒牙萌出后的正常位置而造成恒牙排列不齊，尤其是乳磨牙早失，可以導(dǎo)致恒牙牙弓長(zhǎng)度的減少，覆加深，增加牙列擁擠和牙齒錯(cuò)位、萌出困難及牙弓的不對(duì)稱。文獻(xiàn)報(bào)道，PEEK 材料制作間隙保持器可用于臨床，因其具有更加優(yōu)異的機(jī)械性能，因此，研究人員開(kāi)展了PEEK 數(shù)字化間隙保持器的臨床應(yīng)用，結(jié)果顯示其具有良好的尺寸穩(wěn)定性和生物相容性，臨床完全可以采用PEEK 制作間隙保持器[17-19]。

PEEK 間隙保持器可以最大程度恢復(fù)患兒的牙列完整。該修復(fù)體應(yīng)具備以下功能: 能夠保持間隙的近遠(yuǎn)中距離、垂直距離; 維持面部外形，恢復(fù)咀嚼、發(fā)音功能，能夠維持咬合運(yùn)動(dòng)和咬合關(guān)系。PEEK間隙保持器兼具義齒的功能，更符合可摘義齒的咬合接觸特點(diǎn)和兒童生長(zhǎng)發(fā)育的規(guī)律[20]。

2.2.1 PEEK 間隙保持器的制作

對(duì)于下頜雙側(cè)多顆乳牙缺失的患兒，經(jīng)過(guò)數(shù)字化印模和設(shè)計(jì)，通過(guò) PEEK 盤銑削獲得一體化義齒型PEEK 間隙保持器，在患兒口內(nèi)臨床實(shí)際戴用，義齒就位與穩(wěn)定性良好，PEEK 間隙保持器與患兒余留牙和口腔黏膜貼合緊密，其卡環(huán)固位力與基托適合性均滿足臨床要求[21-25]。

2.2.2 PEEK 間隙保持器的優(yōu)點(diǎn)

（1）抗菌斑：吸水率低，填料分布均勻可減少牙菌斑聚集。（2）佩戴舒適：產(chǎn)品質(zhì)地輕盈，比剛性材料更令人接受。（3）非金屬：無(wú)離子析出，不影響CT 等檢測(cè)。

2.2.3 PEEK 間隙保持器的適用范圍

（1）能保持間隙的近遠(yuǎn)中距離，防止對(duì)頜牙伸長(zhǎng)，使繼承恒牙順利萌出；（2）不妨礙牙齒萌出及牙槽骨高度的增長(zhǎng)；（3）不妨礙頜骨及牙弓的正常生長(zhǎng)發(fā)育；（4）恢復(fù)咀嚼及發(fā)音功能；（5）維持正常的下頜運(yùn)動(dòng)和咬合關(guān)系；（6）不引起鄰牙齲損或牙周黏膜組織疾病；（7）制作簡(jiǎn)單，易調(diào)整、修理，不易變形。

2.2.4 存在的不足

目前PEEK 間隙保持器的制作成本較高，且顏色選擇有限，存在不夠接近牙色的問(wèn)題。

3 小結(jié)與展望

PEEK 材料在脊柱、骨科和運(yùn)動(dòng)醫(yī)學(xué)及口腔醫(yī)學(xué)方面應(yīng)用較為廣泛。其中，PEEK 在兒童口腔領(lǐng)域取得了較好的效果。相關(guān)研究[21-24]初步驗(yàn)證了PEEK 兒童口腔臨床應(yīng)用的可行性，雖然臨床效果良好，但后續(xù)還應(yīng)行大樣本長(zhǎng)期臨床病例觀察，需要解決系列臨床問(wèn)題，如PEEK 在兒童口腔固定修復(fù)中的耐磨性和硬度對(duì)咬合發(fā)育的影響，需要設(shè)計(jì)科學(xué)的隨機(jī)對(duì)照臨床試驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證?？傮w而言，PEEK 材料在兒童口腔臨床應(yīng)用具有良好前景，需要根據(jù)材料的特點(diǎn)選擇合適的適應(yīng)證，可為兒童口腔臨床提供一種新型材料和制作方法的選擇。