歯科インプラント用材料の機械的、熱的、生物学的特性：3種類のポリ（アリールエーテルケトン）（PEEKおよびPEKK）の比較

The Mechanical, Thermal, and Biological Properties of Materials Intended for Dental Implants: A Comparison of Three Types of Poly(aryl-ether-ketones) (PEEK and PEKK).

抄録

3Dプリンティング技術のダイナミックな発展や、自動車産業、建設産業、医療産業など、産業界におけるその応用の拡大については、従来のインプラント製造方法に代わる有望な選択肢を提示する、歯科インプラントの製造への応用のための注目すべき機会がある。医療業界では、適用される材料に関する制約が非常に厳しく、非常に優れた機械的および熱的パラメータを示し、臨床的無関心性および生体適合性を示し、非アレルギー性かつ非発癌性であり、滅菌の可能性が高い材料を使用する必要がある。このような材料は、ポリ（エーテル-エーテル-ケトン）（PEEK）およびポリ（エーテル-ケトン-ケトン）（PEKK）を中心とするポリ（アリール-エーテル-ケトン）（PAEK）であり、高性能ポリマーであることが分かっており、過酷な条件下でもその機能を保持する材料と定義することができる。本論文では、2種類のPEEKとPEKKについて、その構造的、機械的、熱的特性と、特定の菌株に対する生物学的活性を比較した。試験サンプルはFDM（Fused Deposition Modeling）技術で作製した。熱処理後のPEKKは、両PEEKと比較して、最も有望な機械的特性を示し、表面への細菌の付着も少なかった。その結果、評価された材料の中で、熱処理後のPEKKは歯科補綴物に最適な選択として際立っている。

Regarding the dynamic development of 3D printing technology, as well as its application in a growing part of industries, i.e., in the automotive industry, construction industry, medical industry, etc., there is a notable opportunity for its application in producing dental implants, which presents a promising alternative to traditional implant manufacturing methods. The medical industry is very restrictive regarding the applied materials, and it is necessary to use materials that exhibit very good mechanical and thermal parameters, show clinical indifference and biocompatibility, are non-allergenic and non-cancerous, and are likely to sterilize. Such materials are poly(aryl-ether-ketone)s (PAEK)s, mainly poly(ether-ether-ketone) (PEEK) and poly(ether-ketone-ketone) (PEKK), that are found to be high-performance polymers and can be defined as materials that retain their functionality even in extreme conditions. In the present paper, two types of PEEKs and PEKK were compared regarding their structural, mechanical, and thermal properties along with the biological activity toward selected strains. The tested samples were obtained with Fused Deposition Modeling (FDM) technology. The PEKK, after heat treatment, exhibits the most promising mechanical properties as well as less bacterial adhesion on its surface when compared to both PEEKs. Consequently, among the evaluated materials, PEKK after heat treatment stands out as the optimal selection for a dental prosthesis.