POLYETHERETHERKETONE IN DENTAL PRACTICE: A REVIEW OF CURRENT OPPORTUNITIES AND PROSPECTS FOR CLINICAL USE

Marsel Sagirov; Сагиров Марсель Рамильевич; Alexander M. Nesterov; Нестеров Александр Михайлович; Mukatdes I. Sadykov; Садыков Мукатдес Ибрагимович; Vladimir Petrovich Potapov; Потапов Владимир Петрович

doi:10.35693/AVP697796

POLYETHERETHERKETONE IN DENTAL PRACTICE: A REVIEW OF CURRENT OPPORTUNITIES AND PROSPECTS FOR CLINICAL USE

Authors: Sagirov M.¹, Nesterov A.M.², Sadykov M.I.², Potapov V.P.³
Affiliations:
1. Самарский государственный медицинский университет
2. Samara State Medical University
3. Кафедра ортопедической стоматологии ГОУ ВПО Самарский государственный медицинский университет Росздрава
Section: Review
URL: https://aspvestnik.ru/2410-3764/article/view/697796
DOI: https://doi.org/10.35693/AVP697796
ID: 697796

Cite item

Full Text

Abstract
Full Text
About the authors
References
Supplementary files
Statistics

Abstract

Polyetheretherketone (PEEK) is a high‑performance thermoplastic polymer with a semi‑crystalline structure, belonging to the polyaryletherketone (PAEK) family. Due to its unique combination of physico‑chemical and biological characteristics, this material is increasingly recognized as an alternative to traditional dental materials.

This review focuses on the analysis of PEEK properties, modern methods of its modification, and the assessment of its clinical efficacy in implantology, prosthodontic dentistry, and orthodontics. Special attention is given to the material’s biocompatibility, its aesthetic potential, mechanical properties close to those of bone tissue, and its ability to integrate into biological systems.

The key approaches to modifying the PEEK surface to enhance its osteogenic properties and adhesive potential are discussed. It is concluded that PEEK is a highly promising material for aesthetic restorations, and future research should focus on optimizing its bioactivity and clinical efficacy.

Full Text

Введение

Современная стоматология характеризуется активным поиском и разработкой новых биоматериалов, сочетающих высокие функциональные характеристики с эстетическими требованиями и биоинертностью [1, 2]. В этом контексте полиэфирэфиркетон (PEEK), синтетический полимер из семейства полиарилэфиркетонов, привлекает значительное внимание исследователей и клиницистов [3, 4]. Его молекулярная структура, образованная ароматическими ядрами, связанными эфирными и кетонными группами, обуславливает исключительную химическую стабильность, термостойкость и механическую прочность [5]. Первоначально нашедший применение в аэрокосмической и машиностроительной отраслях, PEEK был адаптирован для медицинского использования благодаря подтвержденной биосовместимости и рентгенопрозрачности. В стоматологии PEEK рассматривается как многофункциональная платформа для решения широкого спектра задач — от изготовления дентальных имплантатов и абатментов до ортодонтических аппаратов и челюстно-лицевых протезов, что актуализирует необходимость систематического анализа его возможностей и ограничений [6, 7].

Методы исследования.

Обзор литературы проведен нами в базах данных PubMed, Google Scholar и e-Library c 2014 по 2025 год. Для поиска использовались такие ключевые слова, как «PEEK», «имплантат», «протез», «эстетический» и «абатмент». Кроме того, мы изучили список литературы соответствующих исследований на предмет интересующих источников информации. В исследование включались сведения только при наличии доступа к полнотекстовым статьям.

Физико-химические и биологические свойства PEEK

Одним из ключевых преимуществ PEEK является модуль упругости, величина которого приближается к таковой у кортикальной костной ткани, в отличие от значительно более жестких титановых сплавов и диоксида циркония [8]. Это свойство минимизирует явление стресс-шилдинга — нефизиологического снижения нагрузки на периимплантатную кость, ведущего к ее резорбции [9]. Материал демонстрирует высокую устойчивость к усталостным нагрузкам, истиранию и воздействию агрессивных сред, включая ротовую жидкость. PEEK является радиолюцентным, что исключает появление артефактов при компьютерной и магнитно-резонансной томографии, обеспечивая качественную послеоперационную диагностику [10].

Рисунок 1. Модуль упругости различных материалов, используемых в клинической стоматологии, ГПа.

Биосовместимость PEEK подтверждена серией доклинических и клинических исследований, свидетельствующих об отсутствии цитотоксического, мутагенного и иммуногенного действия [11, 12]. Однако, будучи биоинертным, чистый PEEK проявляет ограниченную остеоинтеграционную способность, что стимулирует разработку стратегий поверхностной функционализации [13].

Полиэфирэфиркетон (PEEK) характеризуется отсутствием металлического блеска, что обеспечивает его высокие эстетические показатели. Данный материал пригоден для изготовления с применением технологий компьютерного проектирования и производства (CAD/CAM). Износостойкость PEEK сопоставима с аналогичным показателем для металлических сплавов, однако материал уступает им по значениям упругой прочности и твердости [14]. В сравнении с композитными смолами PEEK демонстрирует повышенную устойчивость к абразивному износу и истиранию [15]. Среди полимерных аналогов PEEK обладает максимальными значениями прочности на изгиб, материал отличается стабильностью в водной среде, проявляя устойчивость к химической деградации при длительном контакте с водой, в том числе при повышенных температурах [16].

Перспективным направлением является армирование матрицы PEEK углеродным или стеклянным волокном, что позволяет создавать композиты (CFR-PEEK, GFR-PEEK) с управляемыми механическими характеристиками, еще более приближенными к свойствам натуральных тканей [17, 18].

Стратегии модификации поверхности PEEK для стоматологического применения

Инертная поверхность PEEK, обладающая низкой свободной энергией, представляет вызов для достижения прочной адгезии с цементирующими системами и биологическими тканями. Для решения этой проблемы разработан ряд методов физического и химического повышения уровня фиксации:

Физические методы: пескоструйная обработка оксидом алюминия, лазерная абляция, обработка низкотемпературной плазмой [19, 20]. Эти технологии увеличивают микрошероховатость и функциональность поверхности, улучшая его механическое сцепление и смачиваемость;

Химические методы: травление концентрированной серной кислотой ("сульфирование"), нанесение тонкопленочных покрытий (гидроксиапатит, диоксид титана, кремний-содержащие слои). Такие покрытия не только повышают адгезию, но и могут придавать поверхности остеоиндуктивные и антибактериальные свойства[21].

Области клинического применения PEEK в стоматологии

Дентальная имплантология. PEEK применяется для изготовления как временных, так и постоянных имплантатов, в особенности в эстетически значимых зонах [6, 22, 23]. Его естественный белый цвет и отсутствие металлического блеска под слизистой оболочкой обеспечивают превосходный эстетический результат. Основным направлением исследований является разработка пористых или покрытых гидроксиапатитом имплантатов из PEEK для ускорения и усиления остеоинтеграции.
Ортопедическая стоматология. Временные абатменты из PEEK эффективно распределяют жевательную нагрузку и способствуют формированию естественного контура десны [24]. Для постоянных абатментов требуются модифицированные высокопрочные сорта PEEK. Благодаря технологиям CAD/CAM из PEEK изготавливаются каркасы мостовидных протезов, базисы съемных протезов, кламмеры и обтураторы [25, 26]. Материал обеспечивает легкость конструкции, высокую износостойкость и биосовместимость. Для улучшения эстетики производится винирование композитными материалами [27]. В челюстно-лицевом протезировании PEEK используется для реконструкции костных дефектов черепа и лицевого скелета благодаря возможности точного 3D-моделирования и биосовместимости.
Ортодонтия. Эстетические ортодонтические дуги и лигатуры из PEEK представляют альтернативу металлическим аналогам, в особенности для пациентов с высокими эстетическими запросами или аллергией на металлы [7, 28]. Материал демонстрирует хорошую упругость и управляемую силовую характеристику.

Сравнительный анализ PEEK с традиционными материалами

Клиническое использование титановых имплантатов сопряжено с рядом ограничений, таких как риск развития гиперчувствительности, возникновение избыточного механического напряжения в зоне контакта «имплантат–кость» вследствие разницы модулей упругости, а также наличие эстетических дефектов [8, 29]. В качестве альтернативы титану был предложен полиэфирэфиркетон (PEEK), первоначально коммерциализированный в качестве биоматериала для имплантологических систем.

Благодаря способности уменьшать стресс-шилдинг между дентальным имплантатом и прилегающей альвеолярной костью, PEEK также применяется в качестве материала для временных абатментов. Этот полимер обеспечивает анатомически корректный контур вестибулярной поверхности и адекватную поддержку межзубных сосочков [30]. Экономическая доступность, адаптивность для фиксации временной конструкции на этапе имплантации, а также высокие эстетические характеристики, являются дополнительными преимуществами PEEK-абатментов [31]. Однако их устойчивость к механическому разрушению ниже, чем у титановых аналогов, что ограничивает сроки применения и определяет рекомендации по использованию PEEK преимущественно для кратковременных временных реставраций [32, 33].

Конструкции на основе PEEK обладают значительно меньшей массой по сравнению с металлическими реставрациями, а также допускают возможность проведения интраорального ремонта [34]. Данный материал демонстрирует сниженную хрупкость и более выраженный амортизирующий эффект при нагрузке по сравнению с керамическими системами [35]. В качестве биосовместимого ударопрочного полимера для безметалловых реставраций PEEK минимизирует риски аллергических реакций и явлений коррозии. Его меньшая плотность относительно металлических сплавов обеспечивает снижение веса ортопедических конструкций. Уникальным свойством PEEK является сочетание амортизации нагрузки и низкой склонности к хрупкому разрушению среди материалов, применяемых для каркасов керамических реставраций [36]. Сходство модуля упругости PEEK с таковым у костной ткани обосновывает его применение в имплантологических реставрациях при отсутствии периодонтальной связки. Низкие показатели адсорбции зубного налета и влагопоглощения расширяют потенциал его внутриротового использования.

Вопрос достижения уровня поверхностной полировки, сопоставимого с глазурованной керамикой или промышленно изготовленными титановыми компонентами, остается дискуссионным. Тем не менее, изготовление каркасов из PEEK с использованием как традиционных методик, так и CAD/CAM-технологий является экономически более эффективным по сравнению с керамическими аналогами. Современные протоколы включают прямое фрезерование заготовок или 3D-печать восковых/полимерных каркасов с последующей термопрессовкой по технологии выплавленной модели [37]. Применение светоотверждаемых полимерных облицовочных материалов дополнительно оптимизирует производственный процесс, сокращая время и затраты. Значительным клиническим преимуществом реставраций на основе PEEK является возможность интраоральной замены облицовочного материала в случае его скола без необходимости демонтажа всей конструкции [34].

Актуальной нерешенной задачей является оценка усталостной прочности PEEK-каркасов, что обусловлено недостаточным количеством соответствующих исследований in vitro. Верификация долговечности адгезионного соединения между полимерными облицовочными материалами и каркасами из PEEK требует проведения как in vitro, так и in vivo исследований. Таким образом, до внедрения данного материала в широкую клиническую практику необходима комплексная оценка его клинической эффективности в рамках долгосрочных контролируемых испытаний.

Текущие ограничения и перспективы исследований

Основными вызовами для широкого внедрения PEEK остаются:

Необходимость дальнейшего повышения биологической активности поверхности для обеспечения надежной остеоинтеграции;
Оптимизация протоколов адгезивного цементирования;
Изучение долгосрочной клинической эффективности и усталостной прочности в условиях ротовой полости;
Снижение стоимости материала и обработки;

Перспективными направлениями являются разработка нанокомпозитов на основе PEEK, создание биомиметических пористых структур, а также интеграция в материал антимикробных агентов.

Заключение

Полиэфирэфиркетон представляет собой высокотехнологичный полимерный материал, свойства которого открывают новые горизонты в реставрационной стоматологии. Его ключевые преимущества — биосовместимость, механические характеристики, имитирующие природные ткани, и технологичность обработки — делают его выгодной альтернативой металлам и керамике. Успешное клиническое применение PEEK напрямую зависит от выбора оптимального метода поверхностной модификации для конкретной клинической задачи. Дальнейшие междисциплинарные исследования в области материаловедения, клеточной биологии и клинической стоматологии необходимы для полной реализации потенциала PEEK и перевода его из категории перспективных в категорию стандартных материалов для повседневной клинической практики.