自1990年代末以來，聚醚醚酮（PEEK）就憑借其射線可透性和解剖學特性成為了矯形植入物制造商的首選材料。如今，PEEK 的定制配方使得該聚合物有了新的潛在應用。

一名 55 歲女性的 BNEN31 腰椎背面 x光片，顯示有一處接受了脊柱融合術。照片攝于 2010 年。[圖片由 Foster 公司提供]

在現代的植入式醫療器械中，聚合物總是發揮著一定的作用。但直到 1990 年代末，由于長期植入物可能在內在低材料體積市場引發訴訟責任，因此許多供應商仍然限制長期植入物的使用。因此，金屬仍然是該世紀未的首選材料。

但若干因素已經改變了植入式聚合物的范式，包括 1998 年通過的《生物材料獲取保證法案》，該法案限制了材料供應商的民事責任。供應商也開始開發商業模型來提供低材料體積產品銷售的充分回報。因此，進入 21 世紀，用于植入式醫療器械的聚合物供應和創新風起云涌。沒有任何聚合物比聚醚醚酮(PEEK)更能代表這一動態增長。

在不到二十年的時間里，PEEK 已經成為椎間融合器等一些矯形外科植入物的一種可選材料。這部分可歸功于 PEEK 的解剖學相容性和這種材料固有的射線可透性。

包括椎間融合器在內的許多傳統矯形外科植入物在過去是以鈦和不銹鋼制造的。這些材料極其堅硬，彈性模數分別為100 GPa (14,500 ksi) 和 193 GPa (28,000 ksi)。相比之下，骨頭的彈性模數約為 18 GPa (2,610 ksi)。這一剛度差異可造成植入物附近骨骼結構的應力集中。

與此相比，未增強的 PEEK 的彈性模數為 3.7 GPa (540 ksi)，拉伸伸長率為 45%。這種材料提供了一種半剛性但仍然堅韌的植入物，能減少附近骨頭的應力集中。人們還開發了用短切碳纖維增強的 PEEK 復合物制成的植入物，其剛度與骨頭的相同，使得植入物與骨頭有更大的結構連續性。

此外，金屬植入物對 X 射線是不透明的（射線不可透），這一點限制了一些手術必需的術后可見性。PEEK 椎間融合器比金屬椎間融合器好的主要優點為其固有的對術后評估的 X-射線透明度（射線可透性）。

椎間融合器的成功使用提升了人們對 PEEK 在其他應用方面的關注，包括矯形外科創傷固定術、脊骨穩定化、牙科植入物和韌帶錨。PEEK 固有的射線可透性使其適合用于脊柱融合術，但這些新醫療器械中的一些必須為射線不可透的。

可向 PEEK 加入射線不可透的填料來提高 x-射線可見性。適宜填料的選擇與加載根據臨床要求、組件尺寸和在體內的位置決定。提高醫用聚合物射線不可透性最常用的添加劑為堿式碳酸鉍、三氧化二鉍、氯化氧鉍和硫酸鋇。PEEK 的熔化溫度高，超過了 335oC (635oF)，這限制了這些射線不可透的填料中的幾種。

堿式碳酸鉍被局限于熔化加工溫度不超過 205oF (400oC)的應用，超過該溫度它會變得不穩定并由白色變為黃色；三氧化二鉍在 PEEK 的加工溫度會由白色變成棕色。氯化氧鉍可以在較高的溫度下加工，但它會降低熔化的 PEEK 流動，對零件的模制或擠出成型有不利影響。

硫酸鋇是射線不可透 PEEK 配方中最常見的添加劑。它在這種聚合物中分散良好，并且能耐受加工溫度而不發生顏色改變。硫酸鋇也是生物相容性的，已經被用在微創器械（<30 天）和骨水泥等長期植入物（>30 天）中。

隨著 PEEK 繼續擴展應用領域到新的臨時性和長期植入式器械，設計來提高其關鍵性質的定制配方的可得性將會增加。提高該聚合物的混合與組件加工溫度將是考慮適合添加劑的最前沿。