随着医学技术的发展，对高性能生物材料的需求日益增长。热塑性碳纤维增强聚醚醚酮(PEEK)复合材料因其独特的性能组合，在医疗植入领域展现出巨大的潜力和应用前景。
材料特性与优势
传统的植入物，更多的是金属材料，其中钛合金更是被视为“完美材料”，具有强度高、耐腐蚀。但其还是有不足，如金属的硬度远高于人体骨骼，患者出现骨质流失，容易出现二次骨折的风险。在术后进行CT影像中，金属材质容易产生伪影，对于医生进行病情判定产生阻碍。而碳纤维PEEK复材的植入物刚好可以弥补这样的缺陷，具备以下性能：
1. 生物相容性
PEEK作为一种生物惰性材料，具有优异的生物相容性和化学稳定性，不会引起人体免疫系统的排斥反应。此外，PEEK材料还具有X射线透过性，便于术后跟踪观察，这对于需要长期监测患者恢复情况的应用场景尤为重要。
2. 机械性能
碳纤维增强PEEK不仅继承了PEEK原有的优点，还在强度、模量等方面有了显著提升。这种复合材料能够更好地模拟天然骨骼的力学行为，为骨科植入提供了更加理想的解决方案。例如，使用碳纤维/PEEK复合材料制造的人工椎间盘或脊柱融合器，可以提供更接近真实骨骼的支撑力和弹性模量，有助于减少邻近节段疾病的风险。
3. 耐磨损与耐腐蚀
在体内环境中，PEEK及其复合材料表现出卓越的抗磨损和抗腐蚀性能，能够在长期植入条件下保持结构稳定，延长植入物使用寿命。
4.影像兼容性
在进行X射线全透时PEEK的线性衰减系数(0.437 cm2/g)与人体软组织高度接近，在X光下几乎不可见。这更有利于造影成像，让医生更好判定出病情发展情况，从而实现精准把控。
应用案例
1. 椎间融合器
碳纤维/PEEK椎间融合器产品结合了PEEK的良好生物相容性和碳纤维的高强度，适用于脊柱手术中作为替代或修复受损椎间盘的材料。其设计考虑到了人体工程学原理，中央区域模量15GPa(模拟松质骨)，外层25GPa(匹配皮质骨)，确保了植入后患者的舒适度和康复效果。有研究表明该产品应用后，术后5年邻近节段退变率从金属材料的28%降至9%。
2. 骨折固定装置
利用碳纤维/PEEK复合材料制造的骨折固定板和螺钉，摩擦系数接近天然关节，相比传统金属制品，重量更轻且更易于调节，减少了对周围组织的压力，有利于促进骨折愈合过程中的血液循环，加快康复速度。
随着科学技术的进步，热塑性碳纤维/PEEK复合材料正逐渐成为医疗植入领域的首选材料之一。它不仅克服了传统金属植入物可能引发的问题，如应力遮挡效应等，还为个性化医疗提供了新的可能性。在国内，威盛新材料科技有限公司也取得了该材料的重要突破，解决碳纤维与PEEK之间的界面浸渍问题，通过创新的表面改性技术，成功增强了两者间的粘结强度，提高了复合材料的整体性能，实现碳纤维PEEK复合材料的量产。未来，随着更多研究的深入和技术的发展，这类材料有望在更多的医疗应用场景中发挥重要作用，改善患者的生活质量。
