A design strategy for long-term stability of porous PEEK implants by regulation of porous structure and in vivo mechanical stimulation（英文版论述文章））.pdfVIP

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2025-07-27 发布于江西
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A design strategy for long-term stability of porous PEEK implants by regulation of porous structure and in vivo mechanical stimulation（英文版论述文章））.pdf

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Bio-DesignandManufacturing(2025)8:275–287

/10.1631/bdm.2400259

RESEARCHARTICLE

Adesignstrategyforlong-termstabilityofporousPEEKimplantsby

regulationofporousstructureandinvivomechanicalstimulation

YingjieLiu1,2·LingWang1,2·JieZhang3,4·ShuguangLiu3·JibaoZheng1,2·JianfengKang5·EnchunDong1,2·

ChangningSun1,2·RuhanA6·ChaozongLiu7·ChunchengYang8·DichenLi1,2

Received:1July2024/Accepted:21September2024/Publishedonline:1March2025

©ZhejiangUniversityPress2025

Abstract

Thebioinertnatureofpolyetheretherketone(PEEK)materiallimitsthewidespreadclinicalapplicationofPEEKimplants.

AlthoughtheporousstructureisconsideredtoimproveosseointegrationofPEEKimplants,itishardlyusedduetoitsmechani‐

calproperties.Thisstudyinvestigatedthecombinedinfluenceoftheporousstructureandinvivomechanicalstimulationon

implantationsafetyandbonegrowthbasedonfiniteelementanalysisofthebiomechanicalbehavioroftheimplantationsystem.

ThecombinedcontrolofporesizeandscrewpreloadsallowstheporousPEEKimplanttoachievegoodosseointegration

whilemaintainingarelativelyhighsafetylevel.Aporesizeof600μmandapreloadof0.05N·maretheoptimalcombina‐

tionforthelong-termstabilityoftheimplant,withwhichthesafetyfactoroftheimplantis2,andthepredictedpercentage

ofeffectivebonegrowthareaofthebone-implantinterfacereaches97%.Forfurtherclinicalapplication,PEEKimplants

werefabricatedwithfusedfilamentfabrication(FFF)three-dimensional(3D)printing,andclinicaloutcomesdemonstrated

betterbonerepairefficacyandlong-termstabilityofporousPEEKimplantscomparedtosolidPEEKimplants.Moreover,

goodosteointegrationperformanceof3D-printedporousPEEKimplantswasobserved,withanaveragebonevolumefrac‐

tion40%threemonthsafterimplan

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