2022聚醚酮酮及其復(fù)合材料用于骨科植入物的研究進(jìn)展(全文)

2022聚醚酮酮及其復(fù)合材料用于骨科植入物的研究進(jìn)展（全文）摘要聚醚酮酮（polyetherketoneketone，PEKK）是一種在主鏈結(jié)構(gòu)中含有兩個(gè)酮鍵和一個(gè)醚鍵的重復(fù)單元的半晶體線性熱塑性聚合物，具有接近人體天然骨的彈性模量、生物相容性和良好的化學(xué)穩(wěn)定性、射線可透性、與MRI兼容等優(yōu)點(diǎn)，是制備骨科植入物的新型生物材料，但其表面疏水性及生物惰性限制了其應(yīng)用。通過(guò)特定的材料制備工藝制造出既能保留甚至提升PEKK原有性能又能提高其骨生物活性的復(fù)合材料是當(dāng)前骨科植入物的研究熱點(diǎn)。PEKK復(fù)合生物陶瓷（如羥基磷灰石、氮化硅）以及生物相容較好的金屬（如鉭、鋁和鈦）制備的復(fù)合材料，不僅保持了與人體骨骼相似的彈性模量、提升了硬度，還改善了生物相容性、增加了抑菌性能及促進(jìn)骨整合等能力，在骨科植入物領(lǐng)域非常有發(fā)展?jié)摿?。通過(guò)檢索PubMed、Embase、ScienceDirect、中國(guó)知網(wǎng)及萬(wàn)方數(shù)據(jù)庫(kù)中有關(guān)PEKK及其復(fù)合材料在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中的應(yīng)用研究，分析近年來(lái)PEKK及經(jīng)過(guò)不同改性策略（如摻雜混合物改性、表面磺化改性、3D打印以及表面沉積技術(shù)處理等方法）的復(fù)合材料的特性、優(yōu)勢(shì)及不足，為制備滿足臨床需求的具有多種功能的骨科植入物提供參考。隨著人口老齡化加劇、交通傷以及運(yùn)動(dòng)損傷的增加，臨床上骨科植入物的需求也在不斷增長(zhǎng)[1]。常用的骨科植入物材料包括陶瓷、金屬、聚合物和復(fù)合材料。陶瓷材料主要有羥基磷灰石（hydroxyapatite，HA）、β-磷酸三鈣以及氮化硅（Si3N4，SN）等，具有剛度高、脆性大、韌性差，不能在承重部位使用的特點(diǎn)，因此限制了其在骨科植入物中的應(yīng)用[2,3,4]。常見(jiàn)的金屬材料，如鈦合金、鈷鉻鉬合金和316L不銹鋼，具有優(yōu)異的機(jī)械強(qiáng)度和延展性，通常用于承重骨替換、脊柱融合及骨固定裝置[5,6,7]。但這些金屬植入物也存在一定的缺陷，如應(yīng)力遮擋效應(yīng)、腐蝕問(wèn)題以及術(shù)后的植入物檢測(cè)受限等。金屬植入物的彈性模量顯著高于人皮質(zhì)骨，因此植入物周圍骨組織所受的應(yīng)力刺激明顯低于骨組織維持自身更新所需的應(yīng)力刺激，導(dǎo)致植入物周圍部分骨組織吸收、強(qiáng)度降低、植入物松動(dòng)，最終造成植入失敗，即產(chǎn)生所謂的應(yīng)力遮擋效應(yīng)[8]。腐蝕是由于植入物與體液的相互作用，使金屬離子釋放，引起機(jī)體過(guò)敏、炎癥和細(xì)胞毒性反應(yīng)。另外，金屬植入物與MRI、CT等影像技術(shù)不兼容，不利于對(duì)植入后骨生長(zhǎng)及愈合進(jìn)行監(jiān)控[9]。聚合物和復(fù)合材料因易加工性、良好的化學(xué)穩(wěn)定性以及較輕的重量而成為具有應(yīng)用前景的骨科植入物材料。聚合物分為可生物降解聚合物（如聚乳酸、聚乙醇酸及其共聚物）和不可降解聚合物[如聚芳基醚酮（polyaryletherketone，PAEK）]。雖然可生物降解聚合物能應(yīng)用于組織工程支架和合成骨移植替代品，但不適用于永久性植入物固定，因此不可降解聚合物在臨床上仍然具有巨大的需求[10]。不可降解聚合物中的代表PAEK是一種高溫?zé)崴苄跃酆衔?，具有良好的生物相容性、化學(xué)穩(wěn)定性、高機(jī)械強(qiáng)度、射線可透性以及與MRI兼容等特點(diǎn)，目前已逐漸成為骨科領(lǐng)域常用的植入物材料。PAEK家族具有代表性的有聚醚醚酮（polyetheretherketone，PEEK）、聚醚酮酮（polyetherketoneketone，PEKK），目前已成功應(yīng)用于石油和天然氣、汽車、航空航天、電子和醫(yī)療保健等各個(gè)領(lǐng)域[11]。PEKK是一種半晶體線性熱塑性聚合物，含有由芳香環(huán)橋接的碳基和醚基團(tuán)，由Bonner于1962年首次合成。與PEEK相比，PEKK除具有更高的熱穩(wěn)定性和機(jī)械性能外，還同時(shí)具有更多的酮基，允許更多的表面化學(xué)改性選擇[12,13]。例如，PEKK可作為脊柱植入物，如籠、棒和螺釘，維持脊柱的剛性穩(wěn)定，使脊柱骨骼融合。與傳統(tǒng)的金屬植入物相比，PEKK植入物在脊柱融合中可以避免應(yīng)力遮擋和假體下沉等嚴(yán)重問(wèn)題的發(fā)生[14]。另外，PEKK還可通過(guò)3D打印技術(shù)制備出適配的植入物用于人工關(guān)節(jié)置換和骨缺損的治療。隨著生物工程學(xué)、材料學(xué)、機(jī)械制造技術(shù)等相關(guān)學(xué)科的飛速發(fā)展，PEKK及其復(fù)合材料的生物活性和力學(xué)性能也在不斷改進(jìn)，并有望應(yīng)用于創(chuàng)傷和組織工程支架等領(lǐng)域。骨科植入物植入人體后，骨-植入物界面的骨整合不良對(duì)植入物與宿主周圍組織的整體性有重要影響。因此，增強(qiáng)骨科植入物的骨整合和骨誘導(dǎo)能力是外科醫(yī)生、化學(xué)家和材料學(xué)家的研究熱點(diǎn)。如PEKK植入物光滑且疏水的表面使其具有生物惰性，導(dǎo)致與周圍骨組織結(jié)合的能力差，從而限制了其在骨科植入物中的應(yīng)用。本文綜述近年來(lái)PEKK及經(jīng)過(guò)不同改性策略的復(fù)合材料的優(yōu)勢(shì)及不足，為制備滿足各種需求的具有多種功能的骨科植入物提供參考。一、文獻(xiàn)檢索策略于PubMed、Embase及ScienceDirect數(shù)據(jù)庫(kù)，以關(guān)鍵詞"PEKK"、"polyetherketoneketone"、"implant"進(jìn)行檢索；于中國(guó)知網(wǎng)及萬(wàn)方數(shù)據(jù)庫(kù)，以關(guān)鍵詞"聚醚酮酮"、"植入物"進(jìn)行檢索，檢索時(shí)間限定2011年1月至2021年11月。文獻(xiàn)納入標(biāo)準(zhǔn)：文獻(xiàn)類型為論著或綜述。排除標(biāo)準(zhǔn)為：①重復(fù)性研究；②質(zhì)量低、證據(jù)等級(jí)低的文獻(xiàn)；③無(wú)法獲得全文的文獻(xiàn)。共檢索文獻(xiàn)506篇，其中英文文獻(xiàn)462篇、中文文獻(xiàn)44篇；應(yīng)用EndNote軟件進(jìn)行查重，并根據(jù)納入及排除標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行文獻(xiàn)篩選，剔除文獻(xiàn)474篇；最終納入文獻(xiàn)32篇，其中中文文獻(xiàn)2篇、英文文獻(xiàn)30篇。二、PEKK及其復(fù)合材料的改性策略為滿足PEKK及其復(fù)合材料作為骨科植入物材料的需求，大量文獻(xiàn)介紹了PEKK的改性策略，如摻雜生物活性物質(zhì)、3D打印技術(shù)、冷噴涂、飛秒激光（femtosecondlaser，F(xiàn)SL）技術(shù)以及化學(xué)反應(yīng)處理（如磺化作用），用以提高PEKK及其復(fù)合材料的機(jī)械性能、生物相容性及骨整合能力。PEKK混合物的摻雜改性PEKK表面具有疏水性和生物惰性，使PEKK能夠在保持原有優(yōu)勢(shì)的情況下通過(guò)混合摻雜改性的方法改善其復(fù)合物的性能，從而具有優(yōu)異的生物相容性、抗菌活性及骨整合能力。常見(jiàn)的PEKK填充顆粒包括HA、SN、鉭（Ta）等。人骨組織是一種生物復(fù)合材料，由納米羥基磷灰石（Nanohydroxyapatite，NHA）、膠原纖維及骨細(xì)胞組成。而HA與人類骨骼和牙齒的礦物成分接近，摻雜HA可提高PEKK的機(jī)械強(qiáng)度、剛度及生物相容性。PEKK與生物活性物質(zhì)最常用的摻雜方法為共混，但通過(guò)共混制備的復(fù)合材料存在生物活性物質(zhì)團(tuán)聚以及含量難以提高的問(wèn)題。因此，這種制備方法還需要改進(jìn)，以保證復(fù)合材料中的生物活性成分分散均勻，并提高其含量。楊雪勤等[15]在常溫、常壓下通過(guò)傅克反應(yīng)合成PEKK，即在合成PEKK的過(guò)程中加入了HA，讓部分PEKK在HA表面生成，使其能夠均勻包裹在HA表面，從而合成了與人體骨骼相近的HA質(zhì)量分?jǐn)?shù)高達(dá)50%的PEKK/HA復(fù)合材料；將復(fù)合材料的載荷、模量和硬度與人體骨骼進(jìn)行對(duì)比，發(fā)現(xiàn)復(fù)合材料的性能與人體骨骼幾乎相同，說(shuō)明其與人體骨骼有較好的力學(xué)匹配性；細(xì)胞毒性試驗(yàn)證實(shí)該復(fù)合材料無(wú)細(xì)胞毒性，并對(duì)細(xì)胞增殖有一定的促進(jìn)作用，具備優(yōu)異的生物相容性。因此，通過(guò)傅克反應(yīng)生成的PEKK/HA復(fù)合材料，不僅可保證復(fù)合材料中生物活性成分均勻分散，還能提高其含量，使其擁有優(yōu)異的力學(xué)匹配性和生物相容性，具有制備骨科植入物的潛力。SN作為一種生物醫(yī)學(xué)陶瓷，自1989年開(kāi)始被廣泛研究。SN的特點(diǎn)是機(jī)械強(qiáng)度大、耐腐蝕性強(qiáng)，并具有良好的生物相容性、抗菌活性和骨整合能力，從而成為骨科植入物的候選材料[16]。細(xì)菌感染是造成植入物失敗的一個(gè)主要原因。為了通過(guò)增強(qiáng)PEKK的抗菌活性和骨整合能力來(lái)提高植入物的成功率，Wu等[17]在PEKK表面合成了PEKK/SN復(fù)合材料的微孔涂層，并將制成的復(fù)合材料植入兔股骨缺損模型。研究結(jié)果表明，微孔鍍液中SN的含量隨濃硫酸懸浮液中SN的含量增加而增加（濃硫酸中沒(méi)有SN的為PKS，PKSC5和PKSC10中SN的含量分別為5%和10%），并且隨SN含量增加PEKK上微孔涂層的表面粗糙度和親水性顯著提高。表面親水性提高不僅適合細(xì)胞黏附及增殖，而且還有利于植入體內(nèi)新骨組織的生長(zhǎng)。此外，由于氨基（-NH2）和磺酸（-SO3H）的協(xié)同作用，PKSC10的微孔涂層表現(xiàn)出良好的抗菌活性及蛋白質(zhì)吸附改善。其中蛋白質(zhì)在生物材料表面的吸附有利于細(xì)胞黏附，可促進(jìn)細(xì)胞膜與生物材料的接觸和偽足的延伸；蛋白質(zhì)在生物材料表面吸附的增加可減少細(xì)菌黏附、抑制細(xì)菌生物膜的形成，從而表現(xiàn)出優(yōu)異的抗菌活性。因此，高SN含量的PKSC10微孔涂層具有良好的生物相容性、抗菌活性以及骨整合能力。近幾十年來(lái)的研究證實(shí)，與不銹鋼和鈦（Ti）相比，Ta具有優(yōu)異的生物相容性、耐腐蝕性和低細(xì)菌黏附性，同時(shí)其納米結(jié)構(gòu)薄膜不僅可促進(jìn)細(xì)胞黏附，而且還具有出色的抗菌活性[18]，因此作為可植入材料在骨科植入物領(lǐng)域越來(lái)越受到關(guān)注。Hu等[19]結(jié)合PEKK和Ta的優(yōu)點(diǎn)，將PEKK與體積分?jǐn)?shù)20%（PT20）和40%（PT40）的Ta微粒混合制造PEKK/Ta可植入復(fù)合材料；研究發(fā)現(xiàn)，與PT20和純PEKK相比，PT40由于Ta含量較高而使表面親水性、粗糙度、蛋白質(zhì)吸附能力以及機(jī)械性能顯著提高；PT40還表現(xiàn)出略優(yōu)于人類皮質(zhì)骨的機(jī)械性能（如壓縮強(qiáng)度和彈性模量更高），顯著改善了體內(nèi)的骨形成和骨整合。因此，將Ta微粒摻入PEKK制備出具有改進(jìn)表面性能的可植入復(fù)合材料，在刺激細(xì)胞反應(yīng)、改善骨形成以及骨整合方面可發(fā)揮積極作用。相比于普通的二元摻雜混合改性方法，多元摻雜混合改性可以更好地提高PEKK性能。為了使PEKK滿足新型生物活性植入物的需求，擁有優(yōu)異的機(jī)械性能、抗菌活性及骨整合能力，Hu等[20]將PEKK浸入含有SN和Ta微粒的濃硫酸懸浮液中，制備出表面微孔中含有SN和Ta微粒的復(fù)合物STP。研究結(jié)果證實(shí)，與不含微粒的磺化PEKK相比，其粗糙度、親水性和蛋白質(zhì)吸附大幅增加，可以顯著誘導(dǎo)大鼠骨髓間質(zhì)干細(xì)胞的增殖和分化，促進(jìn)新骨再生和骨整合；在體外誘導(dǎo)細(xì)胞反應(yīng)和體內(nèi)骨整合改善方面，含Ta的微孔表面優(yōu)于含SN的微孔表面；另外，由于SN微粒的存在，STP還表現(xiàn)出優(yōu)異的抗菌活性，在體外可抑制細(xì)菌生長(zhǎng)、在體內(nèi)可防止細(xì)菌感染?？傊?，通過(guò)多元摻雜混合改性的STP具有良好的成骨和抗菌雙重生物功能，在骨科植入物領(lǐng)域顯示出巨大的潛力，這也為研究通過(guò)多元摻雜混合改性提高PEKK的性能提供了新的思路。（二）表面磺化改性骨科植入物感染是常見(jiàn)并發(fā)癥，造成植入物失敗主要由其周圍炎癥導(dǎo)致，與其表面形成的細(xì)菌生物膜降低植入物表面的生物相容性引發(fā)的骨吸收密切相關(guān)。研究人員認(rèn)為通過(guò)磺化可以將磺基團(tuán)引入PAEK材料的表面，不但增強(qiáng)了復(fù)合材料的抗菌活性，還能提高其表面的親水性和孔隙率。親水表面和孔隙率的增加有利于細(xì)胞增殖和黏附，從而加速骨形成和植入物的早期骨整合[21]。許多研究表明，可以通過(guò)各種技術(shù)增加復(fù)合物支架高水平的互聯(lián)孔隙度、減輕機(jī)械錯(cuò)配、促進(jìn)骨整合和射線可透性來(lái)改善永久性植入物的固定[22]。Yuan等[23]采用HA微球成孔劑浸出法制備出多孔PEKK支架——PEKK-P，再對(duì)其表面進(jìn)行磺化處理制備出復(fù)合物PEKK-SP，使其同時(shí)具有相互連接和開(kāi)放的大孔（200~600μm）及微孔（<10μm）。其中大孔由HA微粒產(chǎn)生，而微孔經(jīng)磺化后形成；最后經(jīng)模擬體液（simulatedbodyfluid，SBF）浸泡5d，制備出內(nèi)部和表面都形成致密的骨樣磷灰石層的復(fù)合物PEKK-BSP。通過(guò)體外細(xì)胞實(shí)驗(yàn)及體內(nèi)大鼠股骨缺損模型研究發(fā)現(xiàn)，PEKK-BSP的力學(xué)穩(wěn)定性和生物相容性顯著優(yōu)于PEKK-P及PEKK-SP。因此，經(jīng)特殊物理和化學(xué)處理表面改性的多孔PEKK作為骨科植入物在骨缺損應(yīng)用中具有巨大的潛力。為了比較PAEK家族中PEEK與PEKK的差異，隨后Yuan等[13]又用此聯(lián)合方法制備了PEEK的復(fù)合物PEEK-BSP。結(jié)果證實(shí)PEKK-BSP和PEEK-BSP具有相似的宏觀結(jié)構(gòu)，但由于PEKK上的酮基團(tuán)多于PEEK，因此經(jīng)過(guò)磺化處理后PEKK-SP不僅有較高濃度的-SO3H基團(tuán)，而且其表面的微孔也明顯較PEEK-SP多而在SBF浸泡過(guò)程中磷灰石沉積的速度較PEEK-SP更快、骨整合能力更強(qiáng)。因此他們認(rèn)為，與PEEK相比，PEKK的化學(xué)結(jié)構(gòu)允許更多的表面修飾，可增強(qiáng)其抗菌活性以及增加細(xì)胞與蛋白質(zhì)的黏附，因此更適合作為骨科植入物。Xiao等[24]對(duì)3D打印的PEKK支架進(jìn)行了磺化處理，并在支架上制備了鈦生物活性涂層，以提高其生物活性。即首先通過(guò)磺化處理將-SO3H基團(tuán)帶到PEKK表面，為鈦涂層的錨定提供了更多的成核點(diǎn)；隨后采用水熱法沉積二氧化鈦納米結(jié)構(gòu)，提高PEKK的生物活性；在前體溶液中處理，一方面弱負(fù)電荷的樣品表面在SBF中表現(xiàn)出優(yōu)異的磷灰石形成能力，另一方面留在磺化處理后的PEKK表面的磺酸產(chǎn)物被隱藏起來(lái)使表面親水性大幅提高，從而促進(jìn)細(xì)胞的黏附和增殖。因此，表面磺化改性可以作為提高3D打印定制PEKK復(fù)合材料生物活性的新方法。（三）3D打印PEKK支架材料隨著增材制造技術(shù)的進(jìn)步，在骨缺損修復(fù)、脊柱融合、人工關(guān)節(jié)置換方面，3D打印技術(shù)可在CT成像的基礎(chǔ)上為患者定制解剖結(jié)構(gòu)假體，更好地恢復(fù)功能和提高生活質(zhì)量。PEKK是一種可打印的，具有生物相容性、化學(xué)穩(wěn)定性及與人體骨骼相似的力學(xué)性能的特殊材料。此外，它還具有射線可透性，可監(jiān)測(cè)植入物位置，對(duì)其進(jìn)行預(yù)后評(píng)估。通過(guò)選擇性激光燒結(jié)（selectivelasersintering，SLS）打印的PEKK已被美國(guó)食品和藥物管理局批準(zhǔn)用于骨科領(lǐng)域。SLS打印PEKK具有許多優(yōu)點(diǎn)，如可以簡(jiǎn)易、快速以及高精度地制作植入物，方便供體細(xì)胞植入等。PEKK的局限性在于低骨誘導(dǎo)性，這一點(diǎn)可以通過(guò)加入生物活性因子來(lái)改善。Roskies等[25]在3D打印的多孔PEKK支架中添加脂肪干細(xì)胞（adiposestemcells，ADSCs)，通過(guò)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)、組織學(xué)觀察證實(shí)了PEKK/ADSCs復(fù)合材料在兔下頜骨缺陷中的整合能力。由于Landy等[26]發(fā)現(xiàn)孔隙率為50%、平均孔徑為100μm的PEEK支架可促進(jìn)成骨細(xì)胞分化，而且有研究表明孔徑>100μm的支架可誘導(dǎo)間質(zhì)干細(xì)胞分化[27]，因此有研究者制造了孔隙率為50%、平均孔徑為730μm的PEKK支架，并通過(guò)體外堿性磷酸酶實(shí)驗(yàn)證實(shí)ADSCs在多孔PEKK支架中培養(yǎng)具有優(yōu)越的分化能力。這一結(jié)果歸因于3D打印支架的多孔結(jié)構(gòu)促進(jìn)了營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)流動(dòng)和細(xì)胞遷移，并通過(guò)旁分泌信號(hào)刺激進(jìn)一步改善了骨分化[25]。在骨科臨床中，通過(guò)3D打印技術(shù)可以精確制備出與人體高度匹配且性能優(yōu)異的假體，提高手術(shù)成功率及術(shù)后療效。3D打印技術(shù)應(yīng)用于肋骨假體、全膝關(guān)節(jié)假體及椎間融合器，可以對(duì)PEKK進(jìn)行表面改性，如改變材料表面微納米結(jié)構(gòu)、提高材料表面的親水性、制備生物相容性較好的表面涂層等；為了改善PEKK支架材料的機(jī)械性能，還可以通過(guò)復(fù)合其他材料，如HA、碳纖維，以及將生物活性因子（如ADSCs、人滑囊液間質(zhì)干細(xì)胞）植入3D打印PEKK支架，增強(qiáng)植入物的生物相容性及骨再生能力。未來(lái)隨著3D打印技術(shù)的發(fā)展以及對(duì)PEKK研究的深入，將研制出各種滿足于骨科臨床應(yīng)用的植入物。（四）表面沉積技術(shù)處理對(duì)復(fù)合材料表面可以進(jìn)行金屬化處理，常見(jiàn)的方法有物理氣相沉積（physicalvapordeposition，PVD）、化學(xué)氣相沉積（chemicalvapordeposition，CVD）、化學(xué)鍍、熱噴涂技術(shù)、高速氧燃料和等離子噴涂技術(shù)。雖然熱噴涂技術(shù)、PVD、CVD和電鍍工藝沉積率更高，但原料粉末在沉積過(guò)程中發(fā)生熔化可產(chǎn)生兩種不利的影響：首先沉積物產(chǎn)生熱誘導(dǎo)的殘余應(yīng)力同時(shí)伴隨著氧化反應(yīng)，其次熔化的液滴會(huì)損壞復(fù)合材料基板。因此，熱噴涂并不適用于聚合物和復(fù)合基材。隨著制造技術(shù)的不斷突破、創(chuàng)新，另一種粉末沉積工藝——冷噴涂可能更適用于將金屬沉積在熱敏基板上。冷噴涂是一種固態(tài)粉末沉積過(guò)程，金屬粉末通過(guò)超聲波氣體流加速沉積到基體上；發(fā)生撞擊后粉末會(huì)經(jīng)歷嚴(yán)重的塑性變形，并有效地熔斷（冷焊），以產(chǎn)生完全稠密的沉積物。一些研究表明，在冷噴涂層制備過(guò)程中溫度較低，可避免金屬氧化以及對(duì)基體不良的熱作用，因此對(duì)熱塑性材料進(jìn)行表面沉積處理具有較大優(yōu)勢(shì)[28,29]。Feng等[30]采用高壓冷噴涂將鋁沉積在PEKK-30%短碳纖維基體上，實(shí)現(xiàn)了冷噴涂技術(shù)對(duì)PEKK表面進(jìn)行金屬化處理。冷噴涂還可在較低的溫度下在PEKK基體表面制備出厚度均勻且與基體有較強(qiáng)結(jié)合力的涂層，噴涂過(guò)程迅速、無(wú)污染，不僅增加了基體材料的機(jī)械性能和生物相容性，還增強(qiáng)了PEKK與涂層的黏合強(qiáng)度。因此，冷噴涂作為一種骨科植入物涂層制備新技術(shù)，具有巨大的應(yīng)用潛力。FSL技術(shù)是一種應(yīng)用前景廣闊的微納米結(jié)構(gòu)制造技術(shù)，具有加工簡(jiǎn)易、精度高、掃描速率快、加工過(guò)程中材料表面氧化程度小等優(yōu)點(diǎn)，能在多種材料表面（包括金屬、陶瓷、玻璃和高分子材料）高效構(gòu)建可控的微納米結(jié)構(gòu)來(lái)調(diào)控細(xì)胞行為（如黏附、增殖和分化等）[31]。Wu等[32]在PEKK/SN生物活性復(fù)合材料上進(jìn)行FSL處理，在植入物表面創(chuàng)建微納米結(jié)構(gòu)，顯著提高了復(fù)合材料的粗糙度、親水性、表面化學(xué)基團(tuán)（如-NH2）含量以及蛋白質(zhì)吸附能力；并在兔股骨空洞缺損模型中表現(xiàn)出更強(qiáng)的生物相容性、抗菌活性、成骨活性和骨整合能力。因此，經(jīng)FSL打造出具有微納米結(jié)構(gòu)的PEKK，可以提高骨科植入物的抗菌活性及骨整合能力。三、不同改性策略的優(yōu)勢(shì)與不足為了滿足PEKK及其復(fù)合材料作為植入物材料在骨科領(lǐng)域中的應(yīng)用，催生了大量的方法用以提高PEKK的機(jī)械性能、生物相容性及骨整合能力。通過(guò)摻雜生物活性物質(zhì)，如生物陶瓷中的HA、SN和金屬中的Ta、鋁及鈦有助于改善PEKK的機(jī)械性能、生物相容性及骨整合能力，增強(qiáng)其抗菌活性及蛋白質(zhì)吸附能力，還可以通過(guò)多元摻雜改性的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)不同功能；3D打印技術(shù)可以通過(guò)對(duì)PEKK基體結(jié)構(gòu)進(jìn)行改性，并根據(jù)患者需求精確打造理想的植入物假體，在增加合適孔隙率的同時(shí)還可以對(duì)其進(jìn)行生物活性因子功能化處理，如ADSCs和人滑囊液間質(zhì)干細(xì)胞，促進(jìn)新骨向植入物內(nèi)生長(zhǎng)，增強(qiáng)植入物在體內(nèi)固定的穩(wěn)定性；冷噴涂更適用于熱塑性材料，將金屬粉末通過(guò)超聲波氣體流加速沉積到基體，在其表面形成致密的涂層，提高金屬涂層與基體表面的黏合強(qiáng)度；FSL技術(shù)能在植入物表面簡(jiǎn)易高效地構(gòu)建可控的微納米結(jié)構(gòu)來(lái)調(diào)控細(xì)胞行為，如細(xì)胞黏附、增殖和分化等，增加基體材料的抗菌性及骨