聚醚醚酮材料的性能及在儿童口腔中的应用

李思媛（通信作者），薛雅娟

陕西省药品和疫苗检查中心 （陕西西安 710065）

聚醚醚酮（poly-ether-ether-ketone，PEEK）是一种高分子材料，其具有耐磨损、耐腐蚀、耐高温和轻量化特性，是理想的取代金属的新型超高性能聚合物材料。PEEK 目前在口腔领域的种植基台、嵌体、支架、矫治器等方面应用也越来越广泛。目前，临床上修复乳牙冠的方式主要有不锈钢预成冠、氧化锆全瓷预成冠[1]。近年来国内外已有成功使用PEEK 人体植入物和口腔修复体的报道，但有关于PEEK 在儿童口腔医学上的临床应用报道较少。

龋齿和牙齿缺失是我国儿童口腔科常见的临床现象。研究发现，当乳牙缺损大、难以充填或防止乳牙修复后继续龋坏时，可采用乳牙预成冠恢复乳牙形态和咀嚼功能，并保证后期正常被恒牙替换[2-3]。乳牙预成冠的作用在于能够对儿童的换牙进行保护，增强牙齿的强度，在使用乳牙期间能较好地保护牙齿不受外力干扰，延长乳牙使用的时间。

儿童牙齿早失后，为防止邻牙向缺隙部位倾斜和对颌牙伸长，可设计间隙保持器保持早失牙齿的近远中间隙和垂直间隙，促进继承恒牙正常萌出。基于此，本研究将对PEEK 的性能优点及其在儿童口腔领域中的修复牙体缺损的乳牙预成冠、修复乳牙早失的PEEK 间隙保持器等进行介绍。

1 PEEK 的概述

随着材料科学的迅速发展，医用高分子材料逐渐成为应用广泛、用量较大的材料。PEEK 作为一种新型医用植入材料，具有优异的生物相容性。且PEEK 的弹性模量与骨骼非常接近，骨骼所受的应力并不完全由植入体承担，可使骨骼更健康[4-5]。

1.1 PEEK 材料的性能优点

PEEK 具有质量轻、无毒、耐高温、机械性能优异及耐化学品腐蚀、阻燃、耐辐照性、绝缘性稳定、耐水解等许多优点，在医疗和食品加工等领域得到广泛应用。PEEK 化学性质稳定，除浓硫酸外，不与其他成分发生反应。另外通过全系列的生物检测，尤其是细胞毒性为0 级，证明其具备十分优良的生物相容性。PEEK 的弹性模量相当于人体的颌骨，由其制作的修复体能够起到一部分“减震”作用，特别适合种植体的上部修复。PEEK 的密度与人牙齿的密度相近，比金属或二氧化锆小3 ～4 倍，佩戴舒适、轻盈，不会产生异物感[5]。同时，研究证实PEEK 树脂具有高温流动性好、热分解温度高等优点，可采用注射成型、挤出成型等多种加工方式，且PEEK 吸水率低，填料分布均匀，可减少牙菌斑聚集，使佩戴舒适,无离子析出[6]。

1.2 PEEK 材料的应用

目前PEEK 在医用领域常用于人体的骨关节、韧带、颅骨、牙齿等许多部位。

1.2.1 骨折的治疗

研究证实，PEEK 具有较好的弯曲疲劳强度，且不受预处理和热成型的影响，组织相容性好，使固定板能更加准确地贴合到患者的骨组织中[7]。

PEEK 在运动医学方面得到广泛应用，主要用于治疗肩袖、韧带撕裂或其他关节内损伤。传统的金属铆钉易出现松动、拔出和软骨损伤等并发症，且高强度缝线的出现，增加了缝线铆钉结合处的负荷，从而增加了结合处切割的风险。利用PEEK 材料制作缝线铆钉可以避免以上这些问题的产生。同时，与可吸收铆钉相比，PEEK 又具有更高的强度和X 线可穿透性，术后检查不必担心金属伪影，其弹性模量介于皮质骨和松质骨间，可以减少应力遮蔽，从而促进骨骼愈合[8]。

1.2.2 修补颅骨

PEEK 是目前性能最接近人体骨骼的临床颅骨修补材料，与常用的钛合金相比，其质地坚固，不会出现受力凹陷的风险。PEEK 摒弃了有机玻璃、骨水泥、钛合金等常规颅骨修补材料存在的排异反应强、塑形效果差、隔热效果差、舒适性差、术后X 线透性差等缺陷，避免了温差引起的不适感[9-10]。

1.2.3 修复脊椎

目前国内修复脊椎方面的手术采用的椎体间融合器主要为钛合金融合器和PEEK 融合器。由于钛合金的弹性模量较高，术后易出现由于应力遮蔽而引起融合的延迟，近年来正逐渐被PEEK 融合器取代。PEEK 材料制成的椎体间融合器能够兼容X线拍照和磁共振成像，且弹性模量低，可避免自体移植物的并发症以及同种异体移植物的缺陷[11-12]。

2 PEEK 在儿童口腔中的应用

PEEK 材料可以做永久修复，也可以做临时修复。据文献报道[13-14]，PEEK 义齿的耐磨损性能优于常规修复用的聚甲基丙烯酸甲酯树脂牙和塑钢牙，塑钢牙（含聚甲基丙烯酸甲酯和无机填料）的磨耗量是PEEK 牙磨耗量的5 倍。此外，PEEK 是仿人体骨骼的生物材料，接近牙本质的弹性模量，其减震缓冲性具有保护天然牙和颞下颌关节的作用。

2.1 应用于修复牙体缺损的乳牙预成冠

对于牙体缺损的乳牙，应依据儿童乳牙的尺寸，建立出一套普遍适用的牙冠数据库，根据数据库和原材料生产产品，用于自然齿冠受损安装预成冠前临时使用及修复儿童乳牙破损或龋坏、恢复牙齿的解剖外形和咀嚼功能形态。另外，乳牙PEEK 预成冠的制作应使用经医疗器械监管部门批准注册或备案的齿科PEEK 等原材料。同时，乳牙PEEK 预成冠的外观表面应光滑、有光泽、无裂纹、无孔隙，外形应符合牙齿的正常解剖形态，边缘应取无缺力[15]。

2.1.1 乳牙PEEK 预成冠的制作

（1）预备临床牙齿：研磨牙齿并清洁牙齿周围区域；（2）测量牙齿的近远中宽度后，选取合适型号的预成冠，将预成冠放在牙齿上检查牙颈长度是否与牙冠长度匹配；（3）如果长度不匹配，应用牙冠剪修整预成冠并研磨，确保边缘光滑咬合合适；（4）用水门汀将预成冠粘接到牙齿上，用探针检验边缘，用牙线检查邻接，合适后清除多余的水门汀。

2.1.2 乳牙PEEK 预成冠的优点

（1）预防继发龋、填充物脱落及牙齿折断；（2）保持牙齿间隙，保证乳恒牙替牙期的安全；（3）增强患儿咀嚼功能，促进营养吸收；（4）恢复乳牙外观及高度，建立正常的咬合关系；（5）保护乳牙且增加牙齿的硬度，恢复牙齿的外形，增强牙齿咀嚼功能。

2.1.3 乳牙PEEK 预成冠的适用范围

（1）当乳磨牙龋坏面积太大，使用常规补牙材料进行充填修复时，可能会因牙齿固位力不足，导致充填材料反复脱落；（2）或因补牙材料的聚合收缩，导致本身牙齿与补牙材料间存在缝隙，引起材料与牙齿间继发龋；（3）或由于乳磨牙缺损面积过大，余牙体组织支持力不足，造成牙齿本身易折断、破损等，建议使用乳牙预成冠修复乳牙，不仅可以获得较好的固位。且修补材料不易脱落，还可以较好地恢复牙齿的外形和咀嚼功能，适用于自然齿冠受损安装永久冠之前临时使用及修复儿童乳牙破损或龋坏、恢复牙齿解剖外形和咀嚼功能形态[16]。

2.1.4 存在的不足

（1）由于乳牙预成冠需将牙体进行一定的磨锋操作，可能会使牙体受到一定的损伤，造成牙根改变，影响牙齿的抗衰老能力。（2）乳牙预成冠材料昂贵，缺乏可塑性，因此乳牙预成冠可能不能完全重现牙齿真实的外形，使患者难以恢复正常的牙齿形态。（3）可能导致牙周组织炎症等。

2.2 修复乳牙早失的PEEK 间隙保持器

乳牙过早丧失将影响继承恒牙萌出后的正常位置而造成恒牙排列不齐，尤其是乳磨牙早失，可以导致恒牙牙弓长度的减少，覆加深，增加牙列拥挤和牙齿错位、萌出困难及牙弓的不对称。文献报道，PEEK 材料制作间隙保持器可用于临床，因其具有更加优异的机械性能，因此，研究人员开展了PEEK 数字化间隙保持器的临床应用，结果显示其具有良好的尺寸稳定性和生物相容性，临床完全可以采用PEEK 制作间隙保持器[17-19]。

PEEK 间隙保持器可以最大程度恢复患儿的牙列完整。该修复体应具备以下功能: 能够保持间隙的近远中距离、垂直距离; 维持面部外形，恢复咀嚼、发音功能，能够维持咬合运动和咬合关系。PEEK间隙保持器兼具义齿的功能，更符合可摘义齿的咬合接触特点和儿童生长发育的规律[20]。

2.2.1 PEEK 间隙保持器的制作

对于下颌双侧多颗乳牙缺失的患儿，经过数字化印模和设计，通过 PEEK 盘铣削获得一体化义齿型PEEK 间隙保持器，在患儿口内临床实际戴用，义齿就位与稳定性良好，PEEK 间隙保持器与患儿余留牙和口腔黏膜贴合紧密，其卡环固位力与基托适合性均满足临床要求[21-25]。

2.2.2 PEEK 间隙保持器的优点

（1）抗菌斑：吸水率低，填料分布均匀可减少牙菌斑聚集。（2）佩戴舒适：产品质地轻盈，比刚性材料更令人接受。（3）非金属：无离子析出，不影响CT 等检测。

2.2.3 PEEK 间隙保持器的适用范围

（1）能保持间隙的近远中距离，防止对颌牙伸长，使继承恒牙顺利萌出；（2）不妨碍牙齿萌出及牙槽骨高度的增长；（3）不妨碍颌骨及牙弓的正常生长发育；（4）恢复咀嚼及发音功能；（5）维持正常的下颌运动和咬合关系；（6）不引起邻牙龋损或牙周黏膜组织疾病；（7）制作简单，易调整、修理，不易变形。

2.2.4 存在的不足

目前PEEK 间隙保持器的制作成本较高，且颜色选择有限，存在不够接近牙色的问题。

3 小结与展望

PEEK 材料在脊柱、骨科和运动医学及口腔医学方面应用较为广泛。其中，PEEK 在儿童口腔领域取得了较好的效果。相关研究[21-24]初步验证了PEEK 儿童口腔临床应用的可行性，虽然临床效果良好，但后续还应行大样本长期临床病例观察，需要解决系列临床问题，如PEEK 在儿童口腔固定修复中的耐磨性和硬度对咬合发育的影响，需要设计科学的随机对照临床试验来验证。总体而言，PEEK 材料在儿童口腔临床应用具有良好前景，需要根据材料的特点选择合适的适应证，可为儿童口腔临床提供一种新型材料和制作方法的选择。