Polyether Ether Ketone یا به اختصار PEEK، در سال 1978 اختراع و در اوایل دهه 80 میلادی به بازار عرضه شد. PEEK یک پلیمر ترموپلاستیک آلی بی رنگ، با ساختار نیمه کریستالی است و دمای نقطه ذوب آن 343 درجه سانتی گراد است. این ماده به دلیل ساختار نیمه کریستالی، مقاومت شیمیایی خوبی دارد و همچنین هدایت الکتریکی و گرمایی پایینی دارد.
کاربرد PEEK در دندانپزشکی
PEEK یک ماده کاملا زیست سازگار است و به دلیل مقاومتی نزدیک به مقاومت استخوان انسان و ویژگی‌های فیزیکی دیگر، در سالیان اخیر در پزشکی و دندانپزشکی مورد استفاده قرار گرفته است. از PEEK در دندانپزشکی برای روکش‌های موقت، هیلینگ اباتمنت، چارچوب دندان مصنوعی پارسیل ثابت و متحرک، ایمپلنت دندان، اباتمنت، پروتزهای دندانی، پست و کور و بسیاری موارد دیگر می‌توان استفاده کرد. هر کدام از دستگاه‌های خشک (Dry) و تر (Wet) میلینگ زوشن قابلیت تراش این ماده را دارند.
استفاده از PEEK در دندانپزشکی به عنوان روکش دندان
در نمونه‌های بالینی و آزمایش‌های موردی، نتایج استفاده از PEEK به عنوان روکش دندان رضایت بخش بوده است. ترک، شکستگی، جداشدگی و سایش در این نوع روکش بیش از حد نرمال نبوده و بیماران از وجود PEEK به عنوان روکش دندان رضایت کامل داشتند. این روکش عملکردی مشابه دندان طبیعی داشته و از لحاظ ظاهری و رنگ نیز مشابه دندان طبیعی انسان است و تفاوتی در توانایی جوییدن افراد نسبت به انواع دیگر روکش ایجاد نمی‌کند.
ساخت ایمپلنت از جنس PEEK
از PEEK برای ساخت و تولید فیکسچر و ایمپلنت‌های یک مرحله‌ای و دو مرحله‌ای نیز استفاده می‌شود. این ایمپلنت‌ها بدون فلز هستند و برای بیمارانی که پوکی استخوان دارند و یا دارای حجم کمی استخوان در ناحیه فک هستند یا موارد منع استفاده از ایمپلنت‌های تیتانیومی دارند مناسب است. PEEK به دلیل خواص مشابه استخوان، باعث تحریک استخوان به بازسازی بافت شده تا ترمیم در زمان کوتاه‌تری انجام شود.
ایمپلنت فلزی در برخی موارد منجر به تیرگی لثه می‌شود ولی در ایمپلنت از جنس PEEK این مشکل وجود ندارد. ایمپلنت‌های ساخته شده از جنس PEEK را می‌توان به منظور سازگاری بیشتر با استخوان فک و برای هماهنگی دندان‌ها، تنظیم ارتفاع، زیبایی و سایز، با دستگاه میلینگ به صورت کاستومایز و سفارشی تولید کرد. دندانپزشک برای کاشت ایمپلنت از جنس PEEK باید آموزش‌های لازم را دیده باشد چون کاشت آن با ایمپلنت معمولی متفاوت است و هزینه آن نیز بیشتر است.
خواص و ویژگی‌ها
- نزدیکترین ماده به استخوان انسان در بین مواد مورد استفاده در دندانپزشکی
- توزیع تنش مناسب به دلیل نزدیکی خواص بیوفیزیکی به استخوان و در نتیجه کاهش احتمال آسیب دیدگی و خوردگی در دندان یا استخوان
- قابلیت جذب ضربه و شوک و عدم انتقال فشار به استخوان یا دندان‌های مجاور (برخلاف تیتانیوم و زیرکونیا)
- قابلیت ادغام با استخوان و جوش خوردگی سریع
- توانایی تغییر شکل همراه با استخوان در صورت استفاده طولانی مدت
- عدم وجود شواهد و مدارک، مبنی بر جهش زا بودن یا سمی بودن PEEK بر روی اندام‌های بدن انسان
- عدم آلرژی‌زایی در بدن انسان
- سازگاری با مواد زیست فعال
- استفاده به عنوان اباتمنت در زمان نازک بودن غشای مخاطی، به دلیل نزدیکی به رنگ دندان
- جاگذاری سریع‌تر ایمپلنت با آسیب کمتر
- قابلیت ماشین‌کاری با میلینگ تر و خشک
- کاهش التهاب اطراف ایمپلنت
- عمر و ماندگاری بالا و مقاومت در مقابل تشکیل پلاک
- وزن پایین
- خاصیت ارتجاعی مشابه استخوان
- مقاومت در برابر دماهای بالا
چگونه می‌توان PEEK را تقویت کرد؟
پلی اتر اتر کتون را به صورت خالص و یا در ترکیب با مواد دیگر می‌توان به کار برد. ترکیب این ماده با مواد دیگر برای افزایش مقاومت و ویژگی‌های مکانیکی ماده است. 3 روش زیر برای افزایش مقاومت این ماده مورد استفاده قرار می‌گیرد.
- با اضافه کردن 20 الی 30 درصد وزنی تیتانیوم، استحکام این ماده بیشتر خواهد شد.
- این ماده را می‌توان با الیاف کربن تقویت کرد. در این صورت مدول الاستیک آن 18GPa خواهد بود که بسیار نزدیک به مدول الاستیک استخوان جمجمه است.
- برای تقویت PEEK می‌توان یون‌های تیتانیوم یا مواد دیگر را بر روی سطح آن اسپری کرد.
آینده PEEK در دندانپزشکی
امروزه ایمپلنت‌های دندانی معمولا از جنس تیتانیوم و زیرکونیا هستند. مدول الاستیک تیتانیوم و زیرکونیا به ترتیب 110GPa و 210GPa است در حالی که مدول الاستیک استخوان انسان 15GPa است. تیتانیوم و زیرکونیا تنش‌های وارده را به طور مستقیم به استخوان و دندان‌های اطراف وارد می‌کنند و به مرور باعث آسیب به دندان‌های سالم اطراف و استخوان فک می‌شوند.
PEEK به دلیل داشتن خواص مکانیکی، زیستی و شیمیایی مناسب و نزدیک به استخوان و دندان، می‌تواند در آینده جایگزین مناسبی برای موادی مانند تیتانیوم و زیرکونیا باشد. دلیل استفاده محدود از PEEK در دندانپزشکی ممکن است عدم وجود مطالعات کافی در این زمینه باشد. هنوز نتایجی از مطالعه بر روی موارد استفاده شده در طولانی مدت در دسترس نیست.