聚醚醚酮（PEEK）植入物界面骨整合过程中新生骨微结构成熟的特征分析

《Journal of Applied Polymer Science》：Characterization of De Novo Bone Microarchitectural Maturation During Osseointegration of Polyetheretherketone Implants Interface

本研究采用标准化大鼠股骨缺损模型，结合多尺度分析技术，系统研究了PEEK植入体在4和8周时的骨整合过程，揭示了骨组织从无序编织结构向有序板层结构的时序性演变规律，包括细胞活性转变和矿化模式重构。

　　

摘要

聚醚醚酮（PEEK）由于其机械性能和生物相容性，已成为一种有前景的骨科植入材料。然而，临床疗效的成功在很大程度上取决于能否实现牢固的骨整合。然而，关于PEEK骨整合过程中新生骨微观结构演变的基本机制以及骨-植入物界面微观结构的特征仍知之甚少。我们使用标准化的大鼠股骨缺损模型，并结合多尺度分析方法，研究了植入后4周和8周PEEK植入物的骨整合过程。通过超微结构观察技术，评估了骨形成、细胞表型和矿化模式。研究发现，骨形成过程呈现出明显的两相特征：在4周时，首先形成胶原取向无序的编织骨；到8周时，结构发生转变，形成具有平行纤维排列的层状结构。在此过程中，细胞成分从代谢活跃的成骨细胞（具有复杂的细胞间网络）转变为静止的、对机械刺激敏感的细胞类型；同时，矿化过程从非晶态聚集体发展为定向排列的形式。这些发现表明，PEEK的骨整合遵循一个时间依赖的微观结构演变规律，即细胞成分和细胞外基质成分逐渐有序排列。这一发现为PEEK骨整合机制提供了重要见解，并为开发仿生改性策略奠定了基础。

利益冲突

作者声明不存在利益冲突。