射出成形可能なPEEK

PlasticsToday スタッフ | 2021年9月24日

ドイツの化学会社エボニックとスイスのプラスチック加工会社サマプラストは、射出成形に適合する骨伝導性PEEKベースの材料の開発で協力した。 新しい高性能ポリマー、VESTAKEEP Fusion の加工特性を示すために、脊椎インプラントのプロトタイプが成形されました。

これまで、生物活性粒子を含むポリマー化合物からインプラントを射出成形で製造することは事実上不可能であった。通常、表面に薄いポリマー層が形成され、インプラントの成長が妨げられるためであるとエボニックはプレスリリースで説明した。 しかし、VESTAKEEP Fusion の特別に構成された微粒子とその均一な分布により、射出成形部品の表面に機能性二相リン酸カルシウム (BCP) 添加剤を形成できます。 添加剤により、骨細胞がより迅速にインプラントに接着し、骨とインプラント間の骨結合が促進されます。

「インプラントメーカーは、骨細胞と融合して治癒を促進するPEEK素材を欠いていました」とエボニックの医療システム市場部門責任者のマーク・ネーベル氏は述べた。 「私たちはVESTAKEEP Fusionで市場のこのギャップを埋め、チタン、ステンレス鋼、またはコバルトクロムインプラントの代替品を提供します。」

エボニックによれば、当初は顆粒状および半製品として提供されていたが、VESTAKEEP Fusion は粉砕、圧縮成形、押出成形、射出成形が可能だという。 このコンパウンドは、Samaplast AG との緊密な協力のもと、射出成形用に最適化されました。

「クリーンルーム内の射出成形機で VESTAKEEP Fusion をテストしたところ、加工が非常に簡単であることがわかりました」と、Samaplast の CEO である Stefan Okle 氏は用意された声明の中で述べています。 「エボニックとの素晴らしいやりとりのおかげで、10 日以内にプロトタイプを作成することができました。」 以前は、ツールの開発だけで 8 ～ 10 週間かかっていました。 ラピッド プロトタイピングを使用すると、このプロセスを大幅に短縮できます。

この技術の医学的可能性を実証するために、エボニックとサマプラストは、ケージまたはスペーサーとして知られる椎間板インプラントのプロトタイプを作成しました。これは、椎間板変性による椎間板の除去後に脊椎内の椎間板スペースを埋めるために使用されます。 「私たちは、鋸歯状、ねじ山、開口部など、脊椎インプラントに関連するすべての詳細を備えたケージを作成しました」と Okle 氏は説明しました。

射出成形による設計の自由度のおかげで、VESTAKEEP Fusion ベースのケージは、患者固有の解剖学的構造やさまざまな手術技術に合わせて調整できます。 ケージモデルは、インターロックと骨化のための空洞の設計の多様性を示しています。 さらに、この設計により手術中の器具の誘導が容易になり、低侵襲で患者に優しい手術技術が可能になります。

エボニックは、VESTAKEEP Fusion により、骨融合と回復を促進する次世代 PEEK ベースのインプラント材料の新しい製品ラインを導入します。 エボニックによれば、インビトロ研究では細胞接着と細胞増殖が30％以上増加したことが実証されているという。 前臨床試験では、組織学的検査により、骨とインプラントの界面に新しく形成された骨芽細胞の密なネットワークが明らかになります。 骨の組織形態計測では、骨の付着が約 2 倍増加していることがわかります。 さらに、引き抜き試験ではインプラントの固定が2倍以上増加することが実証されたと同社は述べた。

エボニックはまた、溶融フィラメント製造技術を使用した積層造形で加工できる 3D 印刷可能な VESTAKEEP Fusion フィラメントの開発も行っています。

エボニックは、2021年10月6日から8日にウィーンで開催されるEUROSPINE見本市でVESTAKEEP Fusion生体材料を展示します。

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