사출 성형 가능한 PEEK

PlasticsToday 직원 | 2021년 9월 24일

독일의 화학회사인 Evonik과 스위스의 플라스틱 가공업체인 Samaplast는 사출성형에 적합한 골전도성 PEEK 기반 소재 개발에 협력했습니다. 새로운 고성능 폴리머인 VESTAKEEP Fusion의 가공 특성을 보여주기 위해 척추 임플란트 프로토타입이 성형되었습니다.

지금까지 사출 성형을 통해 생체 활성 입자가 포함된 고분자 화합물로 임플란트를 제조하는 것은 사실상 불가능했습니다. 일반적으로 표면에 얇은 고분자 층이 형성되어 임플란트가 자라는 것을 방해하기 때문이라고 Evonik은 보도 자료에서 설명했습니다. 그러나 VESTAKEEP Fusion의 특수하게 구성된 미세 입자와 균일한 분포는 사출 성형 부품의 표면에 기능성 2상 인산칼슘(BCP) 첨가제를 형성할 수 있게 해줍니다. 첨가제는 뼈 세포가 임플란트에 더 빨리 부착되도록 하고 뼈와 임플란트 사이의 골융합을 촉진합니다.

Evonik의 의료 시스템 시장 부문 책임자인 Marc Knebel은 "임플란트 제조업체에서는 뼈 세포와 융합되어 치유를 가속화하는 PEEK 소재가 누락되었습니다."라고 말했습니다. "우리는 VESTAKEEP Fusion을 통해 시장에서 이러한 격차를 줄이고 티타늄, 스테인리스 스틸 또는 코발트-크롬 임플란트에 대한 대안을 제공하고 있습니다."

처음에는 과립 형태와 반제품으로 제공되는 VESTAKEEP Fusion은 밀링, 압축 성형, 압출 및 사출 성형이 가능하다고 Evonik은 말했습니다. 이 화합물은 Samaplast AG와의 긴밀한 협력을 통해 사출 성형에 최적화되었습니다.

Samaplast CEO Stefan Okle은 준비된 성명에서 "우리는 클린룸의 사출 성형 기계에서 VESTAKEEP Fusion을 테스트한 결과 가공이 매우 쉽다는 것을 확인했습니다."라고 말했습니다. "Evonik과의 탁월한 교류 덕분에 우리는 10일 만에 시제품을 생산할 수 있었습니다." 이전에는 도구 개발에만 8~10주가 걸렸습니다. 신속한 프로토타입 제작을 통해 이 프로세스를 상당히 단축할 수 있습니다.

이 기술의 의학적 잠재력을 입증하기 위해 Evonik과 Samaplast는 디스크 변성으로 인해 제거된 척추의 디스크 공간을 채우는 데 사용되는 케이지 또는 스페이서로 알려진 추간 임플란트의 프로토타입을 생산했습니다. Okle은 "우리는 톱니 모양, 나사산, 구멍 등 척추 임플란트와 관련된 모든 세부 사항을 포함하는 케이지를 제작했습니다."라고 설명했습니다.

사출 성형을 통해 제공되는 디자인의 자유 덕분에 VESTAKEEP Fusion 기반 케이지는 환자별 해부학적 구조와 다양한 수술 기법에 맞게 맞춤화될 수 있습니다. 케이지 모델은 인터록과 골화를 위한 공동의 설계 다양성을 보여줍니다. 또한 이 디자인은 수술 중 기구 안내를 용이하게 하고 최소 침습, 환자 친화적인 수술 기술을 가능하게 합니다.

VESTAKEEP Fusion을 통해 Evonik은 뼈 융합과 회복을 가속화하는 차세대 PEEK 기반 임플란트 재료의 새로운 제품 라인을 선보입니다. Evonik에 따르면 시험관 내 연구에서는 세포 부착 및 세포 증식이 30% 이상 증가한 것으로 나타났습니다. 전임상 테스트에서 조직학적 검사를 통해 뼈-임플란트 경계면에 새로 형성된 조골세포의 조밀한 네트워크가 드러났습니다. 뼈 조직 형태 측정법은 뼈 병치의 약 2배 증가를 보여줍니다. 또한 풀아웃 테스트 결과 임플란트 고정력이 2배 이상 증가한 것으로 나타났다.

Evonik은 또한 융합 필라멘트 제조 기술을 사용한 적층 가공을 통해 처리할 수 있는 3D 프린팅 가능한 VESTAKEEP Fusion 필라멘트를 개발하고 있습니다.

Evonik은 2021년 10월 6일부터 8일까지 비엔나에서 열리는 EUROSPINE 무역 박람회에서 VESTAKEEP Fusion 생체 재료를 선보일 예정입니다.

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