不銹鋼、鈦及其合金等傳統的硬組織植入金屬材料因具有較高的力學強度、良好的生物相容性和耐疲勞性等優異性能，在硬組織修復與替換領域有著廣泛應用。但這些傳統金屬植入材料的彈性模量遠遠高于骨組織，難以形成合理的梯度強度，患者在遭受特殊外力后會損傷周圍的正常器官，最終造成植入失敗，即產生所謂的“應力屏蔽”效應。

第一個植入3D打印鈦合金髖關節的患者已經10年

      此外，金屬植入體可能釋放出有害的金屬離子，造成骨質溶解或形成變應原；且金屬植入體與常用的核磁共振成像、計算機斷層掃描技術不相容，不利于對骨生長及愈合進行監控。

熱塑性特種工程塑料PEEK的化學結構特性賦予了其優良的機械性能、良好的生物相容性、耐化學性、易加工及可重復消毒等優異特性。自20世紀80年代開始，便受到材料學研究者和骨科學研究者越來越高的重視，有可能替代金屬材料應用在硬組織修復與替換領域。隨著3D打印應用的深入，PEEK獲得了更多關注。

PEEK顱骨和椎間植入物

PEEK 替代金屬植入物的優勢
與金屬植入物相比，PEEK 具有兩個突出的優勢。
      第一，PEEK的彈性模量與皮質骨彈性模量接近，尤其是碳纖維增強PEEK的彈性模量與皮質骨彈性模量更為匹配。這種接近或匹配的彈性模量一定程度上減弱或消除了應力屏蔽效應，有利于植入體與骨組織之間的骨整合, 保證了 PEEK 種植體的長期穩定性。

PEEK半剛性棒

     第二，PEEK可透過Ｘ射線，CT 或MRI掃描時不產生偽影，因而較容易監控骨生長和愈合過程。此外，PEEK還具有良好的生物相容性、耐磨損、耐疲勞、耐腐蝕、易加工等特點，而且PEEK比金屬材料更加輕質。上述優點使PEEK廣泛應用于創傷、脊柱和關節等領域。

用于牙科植入物的PEEK，比鈦更輕、更舒適，并且沒有金屬味道，已獲得FDA認證

     與不銹鋼、鈦合金和超高分子量聚乙烯植入物相比，PEEK 及其復合材料具有良好的耐磨性能，可有效避免由于磨損顆粒引發的植入體周圍炎癥和骨溶解等問題。因此，聚醚醚酮在骨科種植體的應用中被認為是替代傳統種植體的候選材料之一。

昆明醫科大學第一附屬醫院運用3D打印PEEK材料假體替換鎖骨

    2017年4月，國內唐都醫院完成國際首例PEEK肋骨植入手術，2018年1月，該醫院完成國內首例PEEK植入體治療胡桃夾綜合征案例；同年8月，昆明醫科大學第一附屬醫院首次運用3D打印PEEK材料假體替換鎖骨。迄今為止，3D打印PEEK假體的臨床案例已達幾十例。然而這并不意味著PEEK就沒有問題。

PEEK用于骨科植入的劣勢
   PEEK由于其相對疏水的表面而具有較低的表面能，從而限制了細胞的黏附。PEEK 的這種生物惰性使得 PEEK 植入體與宿主骨組織之間的骨整合能力較差，在臨床上經常會遇到許多并發癥，如種植體移位、籠陷或假性關節，這在體外和臨床應用研究中都導致了令人不滿意的結果。
    理想的 PEEK 表面應能使細胞黏附、增殖、成骨細胞分化，促進 PEEK 植入體表面的礦化，產生大量的骨融合。為了構建理想的PEEK表面，研究者們通過生物活性陶瓷填充、纖維增強、PEEK孔隙化等方法制備了一系列的PEEK及其復合材料，其最終目的是使該材料的植入體既具備維持血管新生和營養傳輸的功能，又具備足夠的力學強度和耐磨性能，然而使各項指標保持平衡仍是當前研究的難點。
    去年9月，由醫學聚合物公司DiFusion開發的微孔親水PEEK材料被整形外科醫生評為2018年十大脊柱材料之一。該材料獲得認可是因為它支持骨科植入物的生長，同時保留了傳統PEEK的力學性能和成像能力。該材料可用于注塑、3D打印或機械加工，目前正在擴大規模，于2019年投入商用。
    不可否認，PEEK具有極好的應用前景，但對于存在的問題也極為突出，材料突破將是其實現安全應用的關鍵。其實任何一款產品都不可能是完美無缺的，即使金屬植入材料有那么多不足之處，但第一個植入3D打印鈦合金髖關節的患者已經健康行走10余年。本文旨在對于專業人員獲取更多的知識，對于普通患者不需過多關注材料的優勢與不足，醫生會作出最好的決定。