综述:聚醚醚酮植入式医疗器械的仿生设计策略与应用进展
《Biomimetics》:Biomimetic Design of Polyetheretherketone (PEEK) Implantable Medical Devices: Research Progress in Structural Biomimicry and Surface Functionalization
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时间:2026年10月24日
来源:Biomimetics 4.2
摘要
聚醚醚酮(PEEK)凭借其弹性模量与人体皮质骨相近、优异的机械性能、良好的生物相容性以及X射线透性,在植入式医疗器械领域展现出广阔的应用前景,涵盖骨科、颅颌面、脊柱融合、牙科以及血管外支架等多种应用。然而,PEEK固有的生物惰性和疏水性阻碍了植入后与周围骨组织的牢固骨整合,并限制了其多种生物功能,如抗菌、抗炎、促血管生成及润滑活性,从而限制了其在感染、肿瘤切除术后康复以及人工关节等复杂生理环境中的临床应用。近年来,受天然骨组织、细胞外基质、生物矿化过程以及贻贝粘附蛋白的启发,仿生设计策略被广泛探索,以增强PEEK植入物的生物活性和机械适应性。本综述系统总结了PEEK植入式医疗器械仿生设计的最新进展,重点聚焦于两大方面:结构仿生(多孔/梯度结构、仿生晶格及层状架构,以及表面形貌)和表面功能化(生物活性涂层与矿化修饰,以及生物分子/药物固定化与控释)。同时还总结了其在颅颌面重建、脊柱融合、关节置换、长骨假体、牙科种植体及血管外支架等领域的应用现状。此外,本文分析了仿生设计当前面临的局限性,包括涂层稳定性、多功能集成、三维结构的生物功能化以及临床转化等问题。未来研究应优先关注多功能协同与时空序列调控、智能微环境响应系统、跨尺度梯度结构的精确制备以及人工智能驱动的个性化设计,从而推动PEEK植入物从被动替代向能够调控组织微环境的主动型下一代高性能医疗器械转变。
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