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、嵌體、支架、矯治器等方面應(yīng)用也越來越廣泛。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]。近年來國內(nèi)外已有成功使用PEEK 人體植入物和口腔修復(fù)體的報道，但有關(guān)于PEEK 在兒童口腔醫(yī)學(xué)上的臨床應(yīng)用報道較少。

齲齒和牙齒缺失是我國兒童口腔科常見的臨床現(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，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，延長乳牙使用的時間。

兒童牙齒早失后，為防止鄰牙向缺隙部位傾斜和對頜牙伸長，可設(shè)計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?，本研究將對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)。另外通過全系列的生物檢測，尤其是細(xì)胞毒性為0 級，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，不會產(chǎn)生異物感[5]。同時，研究證實(shí)PEEK 樹脂具有高溫流動性好、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、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。利用PEEK 材料制作縫線鉚釘可以避免以上這些問題的產(chǎn)生。同時，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)地堅固，不會出現(xiàn)受力凹陷的風(fēng)險。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)，也可以做臨時修復(fù)。據(jù)文獻(xiàn)報道[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脂牙和塑鋼牙，塑鋼牙（含聚甲基丙烯酸甲酯和無機(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，根據(jù)數(shù)據(jù)庫和原材料生產(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)注冊或備案的齒科PEEK 等原材料。同時，乳牙PEEK 預(yù)成冠的外觀表面應(yīng)光滑、有光澤、無裂紋、無孔隙，外形應(yīng)符合牙齒的正常解剖形態(tài)，邊緣應(yīng)取無缺力[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）測量牙齒的近遠(yuǎn)中寬度后，選取合適型號的預(yù)成冠，將預(yù)成冠放在牙齒上檢查牙頸長度是否與牙冠長度匹配；（3）如果長度不匹配，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，可能會因牙齒固位力不足，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)致恒牙牙弓長度的減少，覆加深，增加牙列擁擠和牙齒錯位、萌出困難及牙弓的不對稱。文獻(xiàn)報道，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)和兒童生長發(fā)育的規(guī)律[20]。

2.2.1 PEEK 間隙保持器的制作

對于下頜雙側(cè)多顆乳牙缺失的患兒，經(jīng)過數(shù)字化印模和設(shè)計，通過 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：無離子析出，不影響CT 等檢測。

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，防止對頜牙伸長，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；（3）不妨礙頜骨及牙弓的正常生長發(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題。

3 小結(jié)與展望

PEEK 材料在脊柱、骨科和運(yùn)動醫(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)行大樣本長期臨床病例觀察，需要解決系列臨床問題，如PEEK 在兒童口腔固定修復(fù)中的耐磨性和硬度對咬合發(fā)育的影響，需要設(shè)計科學(xué)的隨機(jī)對照臨床試驗來驗證?？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。