Jan. 16, 2024
聚醚醚酮(Polyetheretherketone,PEEK)是一種人工合成的高分子半結(jié)晶聚醚芳烴類聚合物,其復(fù)合材料在口腔醫(yī)學(xué)領(lǐng)域可用于種植體、樁核、套筒冠、底冠及固定橋等的制作。與金屬、樹脂及陶瓷等傳統(tǒng)口腔修復(fù)材料相比,PEEK具有化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、生物相容性良好、不易于菌斑聚集、耐磨性高等優(yōu)勢。臨床應(yīng)用中常通過添加碳纖維、二氧化鈦及陶瓷等填料以進一步改善其彎曲強度、斷裂強度等力學(xué)性能,使其更適用于口腔功能負荷。現(xiàn)已有多種應(yīng)用于口腔修復(fù)的商用PEEK產(chǎn)品(表1)。
經(jīng)改良的PEEK是一類具有發(fā)展?jié)摿Φ目谇恍迯?fù)材料,然而,由于PEEK的疏水性及較低的表面能,與樹脂基復(fù)合材料間的剪切粘接強度(Shearbondstrength,SBS)僅為(1.75±0.66)MPa,無法滿足臨床要求。因此,可以通過等離子表面處理方法改變PEEK表面形貌及化學(xué)性質(zhì),以求提高其粘接性能。
等離子體(Plasma)被認為是氣體、液體和固體之外的物質(zhì)第四態(tài),由大量電離子、粒子、自由基等組成,整體近似電中性。等離子體處理的深度約為10nm,對材料原有體積及外形不產(chǎn)生影響。其不僅可去除PEEK表面有機殘留物,還可增加其表面自由能,將非極性表面轉(zhuǎn)變?yōu)闃O性表面,提升材料的親水性。等離子體的自由基可作用于PEEK的聚合鏈,打開PEEK的芳香環(huán),促使其表面C-O和C-N官能團的形成,從而使PEEK與樹脂產(chǎn)生致密的化學(xué)交聯(lián)。
等離子體按溫度可分為高溫和低溫等離子體,其中常用于口腔修復(fù)材料表面改性的低溫等離子體溫度接近室溫,較易于制取。按制取設(shè)備壓力又可分為低壓和常壓等離子體,兩者均能對PEEK表面粘接性能產(chǎn)生明顯改善。相較于傳統(tǒng)噴砂或硫酸酸蝕,等離子體可以較容易地處理具有復(fù)雜形狀結(jié)構(gòu)的材料表面,操作敏感性低,且副產(chǎn)物少,更為環(huán)保,因此有望成為替代傳統(tǒng)方法的表面改性方法。
聚醚醚酮PEEK因其良好的化學(xué)穩(wěn)定性和優(yōu)越的力學(xué)性能受到廣泛關(guān)注,但聚醚醚酮疏水且具有化學(xué)惰性,粘接性能較差,嚴(yán)重阻礙了其臨床應(yīng)用。等離子體中,存在自由基或者電子,可以與PEEK表面發(fā)生反應(yīng),最終在PEEK表面修飾相應(yīng)的官能團(如-NH2,-OH和-COOH),同時還能增加PEEK表面的粗糙度,改變PEEK表面的親疏水性,從而提高其粘接性能。
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等離子技術(shù)
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