Acta Chir Orthop Traumatol Cech. 2010; 77(6):470-478 | DOI: 10.55095/achot2010/078
Polyetheretherketon (PEEK) - II. část: Poznatky o využití v klinické praxiSouborný referát
- 1 I. ortopedická klinika I. LF UK, FN Motol, Praha
- 2 I. lékařská fakulta UK, PGS, Praha
- 3 Ústav makromolekulární chemie AV ČR, skupina morfologie polymerů, Praha
Polyetheretherketone (PEEK) is one of the up-to-date organic polymer thermoplastics with applications in orthopaedics and trauma medicine. This study presents a detailed analysis of its tests and applications in clinical medicine,
A wide range of PEEK modifications and composites are commercially available, e.g., PEEK-Classix, PEEK-Optima, Endolign and Motis. They differ in their physical properties, which makes them suitable for different applications. Other forms, so-called PEEK bioactive composites, contain beta-tricalcium phosphate and hydroxyapatite. Research in this field is also concerned with the surface finish of this polymer thermoplastic and involves macroporous titanium and hydroxyapatite layers, or treatment with laser for an exactly defined surface structure.
The clinical applications of PEEK and its composites include, in addition to components for spinal surgery, osteosynthesis plates, screws, intramedullary nails or external fixators, which are implants still at the stage of prototypes.
In this review, attention is paid to the use of PEEK thermoplastics for joint replacement. Mid-term studies involving hundreds of patients have shown that, for instance, the VerSys Epoch Fullcoat Hip System (Zimmer) has a markedly lower stress-shielding effect. Carbon fibre-reinforced (CFR-PEEK) composites are used to make articulating components for total hip replacement. Their convenient properties allow for production of much thinner liners and an enlargement of the femoral head diameter, thus reducing the wear of joint implants. CFR-PEEK composites are particularly effective for hip resurfacing in which the Mitch PCR (Stryker) acetabular component has been used with good results. The MOTIS polymer acetabular cup (Invibio Ltd.) is another example. Further PEEK applications include the construction of finger-joint prostheses (Mathys AG), suture anchors (Stryker) and various kinds of augmentations (Medin).
Based on the information obtained, the authors suggest further use for CFR-PEEK composites, such as the construction of articulating liners for total shoulder joint replacement, particularly in reverse shoulder arthroplasty.
Klíčová slova: polyetheretherketone, PEEK, joint replacement, wear, shoulder arthroplasty, total hip arthroplasty, total knee arthroplasty
Zveřejněno: 1. prosinec 2010 Zobrazit citaci
ACS | AIP | APA | ASA | Harvard | Chicago | Chicago Notes | IEEE | ISO690 | MLA | NLM | Turabian | Vancouver |
Reference
- ABU BAKAR, M. S., CHENG, M. H. W., TANG, S. M., YU, S. C., LIAO, K., TAN, C. T., et al.: Tensile properties, tension-tension fatigue and biological response of polyetheretherketone-hydroxyapatite composites for load-bearing orthopedic implants. Biomaterials, 24: 2245-2250, 2003.
Přejít k původnímu zdroji...
Přejít na PubMed...
- ABU BAKAR, M. S., CHEANG, P,, KHOR, K. A.: Mechanical properties of injection molded hydroxyapatite-polyetheretherketone biocomposites. Compos. Sci. Technol., 63: 421-425, 2003.
Přejít k původnímu zdroji...
- ABU BAKAR, M. S., CHEANG, P,, KHOR, K. A.: Tensile properties and microstructural analysis of spheroid hydroxyapatite-poly (etheretherketone) biocomposites. Mater. Sci. Eng., A345: 55-63, 2003.
Přejít k původnímu zdroji...
- ABU BAKAR, M. S., CHEANG, P., KHOR, K. A.: Thermal processing of hydroxyapatite reinforced polyetheretherketone composites. J. Mater. Process Technol., 89-90: 462-466, 1999.
Přejít k původnímu zdroji...
- AKHAVAN, S., MATTHIESEN, M. M., SCHULTE, L., PENOYAR, T., KRAAY, M. J., RIMNAC, C. M., et al.: Clinical and histologic results related to a lowmodulus composite total hip replacement stem. J. Bone Jt Surg., 88-A: 1308-1314, 2006.
Přejít k původnímu zdroji...
Přejít na PubMed...
- BAKER, D., KADAMBANDE, S. S., ALDERMAN, P. M.: Carbon fibre plates in the treatment of femoral periprosthetic fractures. Injury, 35: 596-598, 2004.
Přejít k původnímu zdroji...
Přejít na PubMed...
- BARRACK, R. L., PAPROSKY, W., BUTLER, A., PALAFOX, A., SZUSZCZEWICZ, E., MYERS, L.: Patients' perception of pain after total hip arthroplasty. J. Arthroplasty, 15: 590-596,2000.
Přejít k původnímu zdroji...
Přejít na PubMed...
- BRADLEY, J. S., HASTINGS, G. W., JOHNSON-NURSE, C.: Carbon fibre reinforced epoxy as a high strength, low modulus material for internal fixation plates. Biomaterials, 1: 38-40, 1980.
Přejít k původnímu zdroji...
Přejít na PubMed...
- BEK, J., VAVŘÍK, P., LANDOR, I.: Hodnocení přežití náhrady kolenního kloubu Walter-Motorlet - dlouhodobé výsledky. Acta Chir. ortop. Traum. čech., 72: 221-227, 2005.
- BROOKS, R. A., JONES, E., STORER, A., RUSHTON, N.: Biological evaluation of carbon-fibre-reinforced polybutyleneterephthalate (CFRPBT) employed in a novel acetabular cup. Biomaterials, 25: 3429-3438, 2004.
Přejít k původnímu zdroji...
Přejít na PubMed...
- CHESS, D. G., GRAINGER, R. W., PHILLIPS, T., ZARZOUR, Z. D., SHEPPARD, B. R.: The cementless anatomic medullary locking femoral component: an independent clinical and radiographic assessment. Canadian Journal of Surgery, 39: 389-392, 1996.
- COOK, S. D., RUST-DAWICKI, A. M.: Preliminary evaluation of titaniumcoated PEEK dental implants. J. Oral. Implantol., 21: 176-81, 1995.
- ČECH, O., DŽUPA, V.: The European school of total hip arthroplasty and 35 years of total hip arthroplasty in the Czech Republic. Acta Chir. orthop. Traum. čech. 72: 57-76, 2005.
- DAVIM, J. P., MARQUES, N., BAPTISTA, A. M.: Effect of carbon fibre reinforcement in the frictional behaviour of PEEK in a water lubricated environment. Wear, 251: 1100-1104, 2001.
Přejít k původnímu zdroji...
- DAVIM, J. P., MARQUES, N.: Evaluation of tribological behaviour of polymeric materials for hip prostheses application. Tribol. Lett., 11: 91-94, 2001.
Přejít k původnímu zdroji...
- FARRON, A., TERRIER, A.: Polyethylene Wear in Anatomic and Reversed Shoulder Prostheses. Kongres SECEC, Madrid, 2009.
Přejít k původnímu zdroji...
- FIELD, R. E., CRONIN, M. D., SINGH, P. J., BURTENSHAW, C., RUSHTON, N.: Bone remodeling around the Cambridge cup: a DEXA study of 50 hips over 2 years. Acta Orthop 77: 726-732, 2006.
Přejít k původnímu zdroji...
Přejít na PubMed...
- FIELD, R. E., RUSHTON, N.: Five-year clinical, radiological and postmortem results of the Cambridge Cup in patients with displaced fractures of the neck of the femur. J. Bone Jt Surg., 87-B: 1344-1351, 2005.
Přejít k původnímu zdroji...
Přejít na PubMed...
- GALLO, J., LANDOR, I., ČECHOVÁ, I., JAHODA, D.: Comparison of Hydroxyapatite-Coated Stems in Total Hip Arthroplasty after a Minimum 10-Years Follow-up. Acta Chir. orthop. Traum. čech., 75: 339-346, 2008.
Přejít k původnímu zdroji...
- GALLO, J., LANDOR, I., VAVŘÍK, P.: Současné možnosti prevence infekcí kloubních náhrad. Acta Chir. ortop. Traum. čech., 73: 229-236, 2006.
Přejít k původnímu zdroji...
- GALLO, J., MRÁZEK, F., PETŘEK, M.: Podíl imunogenetických faktorů na vzniku a rozvoji periprotetické osteolýzy. Acta Chir. orthop. Traum. čech., 74: 247-252, 2007.
Přejít k původnímu zdroji...
- GLASSMAN, A. H., CROWNINSHIELD, R. D., SCHENCK, R., HERBERTS, P.: A low stiffness composite biologically fixed prosthesis. Clin. Orthop., 393: 128-136, 2001.
Přejít k původnímu zdroji...
Přejít na PubMed...
- HA, S., MAYER, J., KOCH, B., WINTERMANTEL, E.: Plasma-sprayed hydroxylapatite coating on carbon fibre reinforced thermoplastic composite materials. J. Mater. Sci., 5: 481-484, 1994.
Přejít k původnímu zdroji...
- HAGEL, A., HEIN, W.,WOHLRAB, D.: Experience with the MayoR Conservative Hip Systém. Acta Chir. orthop. Traum. čech., 75: 288-292, 2008.
Přejít k původnímu zdroji...
- HOMSY, C. A., CAIN, T. E., KESSLER, F. B., ANDERSON, M. S., KING, J. W.: Porous implant systems for prosthesis stabilization. Clin. Orthop., 89: 220-235, 1972.
Přejít k původnímu zdroji...
- HORÁK, Z., POKORNÝ, D., FULÍN, P., ŠLOUF, M., JAHODA, D., SOSNA, A.: Polyetheretherketon (PEEK) - perspektivní materiál pro ortopedickou a traumatologickou praxi. Acta Chir. orthop. Traum. čech., 77: 463-469, 2010.
Přejít k původnímu zdroji...
- HORÁK, Z., ŠLOUF, M., KRULIŠ, Z., FENCL, J.: Způsob modifikace ultravysokomolekulárního polyethylenu pro výrobu kloubních náhrad se zvýšenou životností. Czech patent 297 700 (udělen 6. 3. 2007).
- HOWLING, G. I., SAKODA, H., ANTONARULRAJAH, A., MARRS, H., STEWART, T. D., APPLEYARD, S., et al.: Biological response to wear debris generated in carbon based composites as potential bearing surfaces for artificial hip joints. J. Biomed. Mater. Res. B. Appl. Biomater., 67-B: 758-764, 2003.
Přejít k původnímu zdroji...
Přejít na PubMed...
- HUNTER, A., ARCHER, C. W., WALKER, P. S., BLUNN, G. W.: Attachment and proliferation of osteoblasts and fibroblasts on biomaterials for orthopaedic use. Biomaterials, 16: 287-95, 1995.
Přejít k původnímu zdroji...
Přejít na PubMed...
- INCAVO, S. J., HAVENER, T., BENSON, E., MCGRORY, B. J., COUGHLIN, K. M., BEYNNON, B. D.: Efforts to Improve Cementless Femoral Stems in THR. J. Arthroplasty, 19: 1; 2004.
Přejít k původnímu zdroji...
Přejít na PubMed...
- JIRMAN, R., VAVŘÍK, P., HORÁK, Z.: Individuální 3D tibiální augmentace pro náhrady kolenního kloubu. Acta Chir. orthop. Traum. čech., 76: 60-64, 2009.
Přejít k původnímu zdroji...
- JOCKISH, K. A., BROWN, S. A., BAUER, T. W., MERRITT, K.: Biological response to chopped-carbon-fiber-reinforced PEEK. J. Biomed. Mater. Res., 26: 133-146, 1992.
Přejít k původnímu zdroji...
Přejít na PubMed...
- KARRHOLM, J., ANDERBERG, C., SORRASON, F., THANNER, J., LANGELAND, N., MALCHAU, H., et al.: Evaluation of a femoral stem with reduced stiffness. A randomized study with use of radiostereometry and bone densitometry. J. Bone Jt Surg., 84-A: 1651-1658, 2002.
Přejít k původnímu zdroji...
- KATZER, A., MARQUARDT, H., WESTENDORF, J., WENING, J. V., VON FOERSTER, G.: Polyetheretherketone-cytotoxicity and mutagenicity in vitro. Biomaterials, 23: 1749-59, 2002.
Přejít k původnímu zdroji...
Přejít na PubMed...
- KOVANDA, M., HAVLÍČEK, V., HUDEC, J.: Předčasné aseptické uvolňování dříku CF-30. Acta Chir. orthop. Traum. čech., 74: 59-64, 2007.
Přejít k původnímu zdroji...
- KOVANDA, M., HAVLÍČEK, V., HUDEC, J.: Výpočtové modelování mechanických interakcí dříků Poldi-Čech, CF-30, MS-30 a PFC s cementem a kostní tkání. Acta Chir. orthop. Traum. čech., 76: 110-115, 2009.
Přejít k původnímu zdroji...
- KUBEŠ J., LANDOR I., PODŠKUBKA A., MAJERNÍČEK M., VČELÁK J.: Totální endoprotéza kyčelního kloubu z MIS-AL přístupu-porovnání se standardním anterolaterálním přístupem. Acta Chir. ortop. Traum. čech., 76: 288-294, 2009.
Přejít k původnímu zdroji...
- LANDOR, I., VAVŘÍK, P., JAHODA, D., POKORNÝ, D., BALLAY, R., SOSNA, A.: Dlouhodobé zkušenosti s kombinovaným hydroxyapatitovým povrchem ARBOND v osteointegraci implantátu. Acta Chir. orthop. Traum. čech., 76: 172-178, 2009.
Přejít k původnímu zdroji...
- LANDOR, I., VAVŘÍK, P., SOSNA, A., BEK, J.: Totální náhrada kyčelního kloubu Walter-dlouhodobé výsledky. Acta Chir. ortop. Traum. čech., 68: 2001.
- MacNAIR, R., WILKINSON, R., MACDONALD, C., GOLDIE, I., JONES, D. B., GRANT, M. H.: Application of confocal laser scanning microscopy to cytocompatibility testing of potential orthopaedic materials in immortalised osteoblast-like cell lines. Cells Mater., 6: 71-78, 1995.
- MANLEY, M. T., ONG, K. L., KURTZ, S. M.: The potential for bone loss in acetabular structures following THA. Clin. Orthop., 453: 246-253, 2006.
Přejít k původnímu zdroji...
Přejít na PubMed...
- MEENAN, B. J., McCLOREY, C., AKAY, M.: Thermal analysis studies of poly(etheretherketone)/hydroxyapatite biocomposite mixtures. J. Mater. Sci. Mater. Med., 11: 481-489, 2000.
Přejít k původnímu zdroji...
Přejít na PubMed...
- MORRISON, C., MACNAIR, R., MACDONALD, C., WYKMAN, A., GOLDIE, I., GRANT, M. H.: In vitro biocompatibility testing of polymers for orthopaedic implants using cultured fibroblasts and osteoblasts. Biomaterials, 16: 987-92, 1995.
Přejít k původnímu zdroji...
Přejít na PubMed...
- PACE, N., MARINELLI, M., SPURIO, S., DI MATTEO, R.: Primary total hip arthroplasty with carbon fibre reinforced poly-ether-ether-ketone composite acetabular cup component 36 months results. Trans. Int. Soc. Technol. Arthroplasty (ISTA), 18: 2-6, 2005.
- PACE, N., SPURIO, S., RIZZATO, G.: Clinical trial of a new CF-PEEK acetabular insert in hip arthroplasty. Hip Int., 14: 132-133, 2004.
- PEMBERTON, D. J., EVANS, P. D., GRANT, A., McKIBBIN, B.: Fractures of the distal femur in the elderly treated with a carbon fibre supracondylar plate. Injury, 25: 317-321, 1994.
Přejít k původnímu zdroji...
Přejít na PubMed...
- PEMBERTON, D. J., McKIBBIN, B., SAVAGE, R., TAYTON, K., STUART, D.: Carbon-fibre reinforced plates for problem fractures. J. Bone Jt Surg., 74-B: 88-92, 1992.
Přejít k původnímu zdroji...
Přejít na PubMed...
- PETILLO, O., PELUSO, G., AMBROSIO, L., NICOLAIS, L., KAO, W. J., ANDERSON, J. M.: In vivo induction of macrophage Ia antigen (MHC class II) expression by biomedical polymers in the cage implant system. J. Biomed. Mater. Res, 28: 635-46, 1994.
Přejít k původnímu zdroji...
Přejít na PubMed...
- PETROVIC, L., POHLE, D., MUNSTEDT, H., RECHTENWALD, T., SCHLEGEL, K. A., RUPPRECHT, S.: Effect of beta-TCP filled polyetheretherketone on osteoblast cell proliferation in vitro. J. Biomed. Sci., 13: 41-46, 2006.
Přejít k původnímu zdroji...
Přejít na PubMed...
- POLINENI, V. K., WANG, A., ESSNER, A,, LIN, R., CHOPRA, A., STARK, C. et al.: Characterization of carbon fiber-reinforced PEEK composite for use as a bearing material in total hip replacements. West Conshohocken, ASTM 1998.
Přejít k původnímu zdroji...
- SCOTCHFORD, C. A., GARLE, M.J., BATCHELOR, J., BRADLEY, J., GRANT, D. M.: Use of a novel carbon fibre composite material for the femoral stem component of a THR system: in vitro biological assessment. Biomaterials, 24: 4871-4879, 2003.
Přejít k původnímu zdroji...
Přejít na PubMed...
- ŠLOUF, M., MIKEŠOVÁ, J., FENCL, J., SYNKOVÁ, H., BALDRIAN, J., HORÁK, Z.: Impact of dose-rate on rheology, structure and wear of irradiated UHMWPE. J. Macromol. Sci. Phys., 48: 587-603, 2009.
Přejít k původnímu zdroji...
- ŠLOUF, M., SYNKOVÁ, H., BALDRIAN, J., MAREK, A., KOVÁŘOVÁ, J.,SCHMIDT, P., DORSCHNER, H., STEPHAN, M., GOHS, U.: Structural Changes of UHMWPE after e-Beam Irradiation and Thermal Treatment. Journal of Biomedical Materials Research: Part B - Applied Biomaterials, 85-B: 240-251, 2008.
Přejít k původnímu zdroji...
Přejít na PubMed...
- TAYTON, K., BRADLEY, J.: How stiff should semi-rigid fixation of the human tibia be? A clue to the answer. J. Bone Jt Surg., 65-B: 312-315, 1983.
Přejít k původnímu zdroji...
Přejít na PubMed...
- TAYTON, K., JOHNSON-NURSE, C., McKIBBIN, B., BRADLEY, J., HASTINGS, G.: The use of semi-rigid carbon-fibre-reinforced plastic plates for fixation of human fractures. Results of preliminary trials. J. Bone Jt Surg., 64-B: 105-111, 1982.
Přejít k původnímu zdroji...
Přejít na PubMed...
- VAVŘÍK, P., LANDOR, I., DENK, F.: Klinické zhodnocení použití keramické femorální komponenty v konstrukci náhrady kolenního kloubu. Acta Chir. ortop. Traum. čech., 75: 436-442, 2008.
Přejít k původnímu zdroji...
- VAVŘÍK,P., LANDOR, I., TOMAIDES, J., POPELKA, S.: Střednědobé výsledky u náhrad kolenního kloubu Medin Modular. Acta Chir. orthop. Traum. čech., 76: 30-34, 2009.
Přejít k původnímu zdroji...
- WANG, A., LIN, R., STARK, C., DUMBLETON, J. H.: Suitability and limitations of carbon fiber reinforced PEEK composites as bearing surfaces for total joint replacements. Wear, 225-229: 724-727,1999.
Přejít k původnímu zdroji...
- WENZ, L. M., MERRITT, K., BROWN, S. A., MOET, A., STEFFEE, A. D.: In vitro biocompatibility of polyetheretherketone and polysulfone composites. J. Biomed. Mater. Res., 24: 207-15, 1990.
Přejít k původnímu zdroji...
Přejít na PubMed...
- WHITE, S. P., LEE, M., LEARMONTH, I.: Ten-year results of a composite total hip replacement stem in young patients. 8th Annual EFORT Congress, Florence, Italy, May 2007.
- WILLIAMS, D. F., McNAMARA, A., TURNER, R. M.: Potential of polyetheretherketone (PEEK) and carbon-fibre-reinforced PEEK in medici applications. J. Mater. Sci. Lett., 6: 188, 1987.
Přejít k původnímu zdroji...