Materiałoznawstwo
Zastosowanie polieteroeteroketonu (PEEK) w protetyce stomatologicznej
lek. dent. Kalina Selahi
- Charakterystyka i właściwości polieteroeteroketonu (PEEK)
- Sposoby zwiększania właściwości osteokondukcyjnych omawianego materiału
- PEEK jako materiał o dużym potencjale klinicznym, stanowiący wartościową alternatywę dla stopów kobaltowo-chromowych (Co-Cr) w wybranych wskazaniach protetycznych
Jednym z fundamentalnych celów protetyki stomatologicznej jest przywrócenie funkcji żucia poprzez odbudowę utraconych tkanek zębów. Rozwój technologii cyfrowych w stomatologii oraz pojawienie się nowych materiałów o ulepszonych właściwościach umożliwiły opracowanie estetycznych uzupełnień protetycznych zapewniających wysokie parametry mechaniczne. Jednym z nich jest bardzo ceniony w medycynie polieteroeteroketon (PEEK), którego znaczenie rośnie także we współczesnej protetyce. Ze względu na unikalne cechy jego zastosowanie jest coraz szersze. Celem niniejszego artykułu jest przedstawienie charakterystyki PEEK, jego właściwości oraz możliwości wykorzystania w codziennej praktyce na podstawie piśmiennictwa.
Właściwości
PEEK należy do grupy poliaryloeterketonów (PAEK) – wysoko wydajnych, półkrystalicznych polimerów termoplastycznych, które charakteryzują się wysoką stabilnością termiczną (powyżej 300°C) oraz odpornością chemiczną i mechaniczną. W jego budowie możemy wyodrębnić powtarzające się monomery o wzorze ogólnym (C6H4–O–C6H4–O–C6H4–CO–), w skład których wchodzą pierścienie aromatyczne połączone na przemian mostkami eterowymi (–O–) i ketonowymi (–CO–). Gwarantuje to wysoką stabilność i odporność na czynniki chemiczne1. PEEK stanowi obiecującą alternatywę dla stopów metali, tytanu i tlenku cyrkonu. W protetyce można wykorzystać go do wykonawstwa koron, mostów, wkładów koronowo-korzeniowych, protez ruchomych wraz z komponentami oraz do rekonstrukcji w chirurgii szczękowo-twarzowej2. Do najważniejszych zalet PEEK należą biokompatybilność, kolor zbliżony do zębów, wysokie właściwości mechaniczne i termiczne (temperatura topnienia 343°C), niska rozpuszczalność w wodzie (0,5%), odporność chemiczna oraz niski ciężar właściwy3. Podkreślenia wymaga niski moduł elastyczności, w granicach 3-4 GPa, który w porównaniu ze stopami metali, tytanu bądź ceramiki jest znacznie bliższy modułowi elastyczności kości kortykalnej (14 GPa) oraz zębiny (18,6 GPa). W związku z tym ryzyko powstania naprężeń jest mniejsze, a ich rozkład bardziej równomierny, co ma szczególne znaczenie przy zastosowaniu polimeru jako materiału do implantu bądź wkładu koronowo-korzeniowego. Z drugiej strony, pomimo wielu zalet, PEEK ustępuje innym materiałom, takim jak tytan lub tlenek cyrkonu, pod względem wytrzymałości i właściwości osteokondukcyjnych. Dlatego w celu poprawy parametrów mechanicznych polimer ten może być modyfikowany poprzez domieszkę włókien szklanych (GFR-PEEK – glass fiber reinforced PEEK) lub węglowych (CFR-PEEK – carbon fiber reinforced PEEK), co zapewnia korzystną zmianę modułu elastyczności jeszcze bliższą zębinie i kości (odpowiednio 12 GPa dla GFR-PEEK i 18 GPa dla CFR-PEEK) oraz wzrost wytrzymałości na rozciąganie4.