Bioaktive Biokeramiken machen PEEK geeigneter für die anspruchsvolle dentale Implantologie
Der Hochleistungskunststoff Polyetheretherketon (PEEK) wird aufgrund seiner Biokompatibilität und In-vivo-Stabilität zunehmend für orthopädische, Trauma-, Wirbelsäulen- und Zahnimplantate verwendet. Aufgrund seiner mangelnden Bioaktivität und Bindungsfähigkeit an natürliches Knochengewebe ist PEEK jedoch für viele anspruchsvolle Zahnimplantatanwendungen nur bedingt geeignet. Die Anreicherung des PEEK mit bioaktiven Biokeramiken auf Silikatbasis könnte das ändern.
In dieser Arbeit wurden Nanokomposite auf der Basis von PEEK, verstärkt mit bioaktiven Biokeramiken auf Silikatbasis (Forsterit oder Bioglas) als Nanofüller, durch Hochenergie-Kugelmahlen und anschließendes Schmelzmischen und Formpressen hergestellt. Der Einfluss der Art und des Gehalts der Nanofüllstoffe (10, 20 und 30 Gew.-%) auf die kristalline Struktur, die Morphologie, die Oberflächenrauhigkeit, die Hydrophilie, die Mikrohärte, den elastischen Druckmodul und die Biegefestigkeit der Nanokomposite wurde untersucht.
Die rasterelektronenmikroskopischen Aufnahmen der Nanokomposite mit geringem Gehalt an Nanofüllstoffen zeigten eine homogene Oberfläche mit gleichmäßiger Dispersion innerhalb der PEEK-Matrix ohne Agglomerate. Alle Nanokomposite wiesen im Vergleich zu reinem PEEK eine erhöhte Oberflächenrauheit auf. Es wurde festgestellt, dass die Einarbeitung von 20 Gew.-% Forsterit in die Nanokompositformulierung im Vergleich zu Nanokompositen auf Bioglasbasis am effektivsten war; sie verbesserte den Elastizitätsmodul, die Biegefestigkeit und die Mikrohärte erheblich.
Die In-vitro-Bioaktivitätsbewertung, bei der biomimetische simulierte Körperflüssigkeit verwendet wurde, zeigte die Fähigkeit der mit Forsterit- oder Bioglas-Nanofüllstoffen beladenen PEEK-Nanokomposite, Kalzium- und Phosphat-Knochenmineralien auf ihrer Oberfläche auszufällen.
| [!] Es wird erwartet, dass diese Nanokomposite in langfristig tragenden Implantatanwendungen eingesetzt werden. Sie könnten als vielversprechende Alternative zu Titan und Zirkoniumdioxid bei der Verwendung als Zahnimplantatmaterial empfohlen werden. |
Taymour N et al. Improved Mechanical Properties and Bioactivity of Silicate Based Bioceramics Reinforced Poly(ether-ether-ketone) Nanocomposites for Prosthetic Dental Implantology. Polymers (Basel) 2022;14 (8): 1632. doi: 10.3390/polym14081632