当地时间12月12日晚,特斯拉CEO马斯克发布了特斯拉人形机器人的最新视频。资料显示,第二代人形机器人Optimus与第一代相比,行走速度提高了30%、重量减轻了10kg,平衡力及全身控制均得到了提高。虽然特斯拉未透露减重的具体方法,但其轻量化特征引发市场广泛关注,有观点猜测,减重“秘籍”在于使用了聚醚醚酮(PEEK)材料1。
受机器人和新能源汽车等产业“轻量化”影响, PEEK材料概念升温。
据沙利文近期发布的《全球及中国PEEK市场行业报告》显示,全球PEEK市场规模在2027年将预计增至84亿元,期间年复合增长率11.38%。届时,中国本土诸如新能源、半导体和医疗等高端制造业的产能将得到进一步释放,中国PEEK市场规模预计以13.30%年复合增长率在2027年增至28亿元[2]。
图 全球及中国PEEK市场规模及预测
来源:专家访谈,Victrex annual report,沙利文研究
作为特种工程塑料,PEEK 具有优异的物理化学性能,与传统耐高温高分子材料相比,PEEK 是特种高分子材料中综合性能佳、耐热等级高的材料,PEEK 的长期耐热性可达 250 ℃以上,可用于制造医疗器械零部件,能够赋予零件较长的使用寿命和稳定的性能,从而显著提升医疗器械的各项性能3。
沙利文在《报告》中指出,医疗设备、航空航天设备和光学仪器等特定领域的专业设备,特种工程塑料(包含PEEK材料)在这些领域的应用场景难以替代,具有广阔的市场前景。
和义广业创新平台梳理了PEEK及其复合材料在医疗领域的4大应用场景。
1、椎体间融合器
椎体间融合器主要用于稳定颈椎或腰椎前路,是一种治疗脊椎不稳引起背部顽固性疼痛或退变性腰椎间盘疾病的重要方法。腰椎间盘发生退行性病变时,将患者病变位置的腰椎间盘取出,并植入椎体间融合器。牛朋彦等[4],探究了椎体间植骨融合术中使用PEEK椎间融合器治疗伴交感神经症状颈椎病的临床疗效。临床试验显示,上述方法可以有效提高患者颈椎功能,且患者术后无神经损伤加重等并发症发生。
2、创伤植入物
植入物的生理应力和机械稳定性对人体创伤部位重建具有重要作用,只有在适当的压应力刺激条件下新生骨骼才会与自然骨骼一样强韧。张国斌等[5],在颅骨成形手术中使用PEEK作为植入体,患者术后无异常现象,术后核磁共振和CT影像无伪影干扰,没有其他远期并发症出现,且并未增加手术操作难度,是一种理想的植入材料。
3、人工置换关节
全关节置换指采用外科手术方法置换患者逐渐退变的关节,目前最为常见的手术为全膝关节置换(TKA)、全髋关节置换(THA)。随着患者的年轻化、预期寿命的提高、活动量的增加,医疗领域对人工置换关节的耐疲劳性、使用寿命等提出了更高要求。王俊元等[6],采用交叉剪切磨损实验,探究交叉剪切效应对纤维增强聚醚醚酮(CFR-PEEK)和PEEK材料磨损性能的影响,并与超高相对分子质量的聚乙烯进行对比。分析实验结果发现,CFR-PEEK材料有望成为超高相对分子质量的聚乙烯的替代材料用于人工置换关节。
4、口腔生物材料
口腔生物材料一般分为高分子基复合材料、陶瓷复合材料和金属复合材料。近年来,由于PEEK及其复合材料具有良好的化学稳定性和耐腐蚀性,牙科逐渐尝试使用PEEK及其复合材料替代部分口腔材料,用于治疗相关疾病PEEK及其复合材料在牙科 的主要应用包括种植体、愈合帽和基台材料;固定局部义齿;颌面外科修复材料;可摘局部义齿;髓腔固位冠等。陈伟等[7],开展3D打印PEEK口腔修复体临床使用,分别对3D打印PEEK口腔修复体的机械性能、加工性能、粘接性能和临床使用情况进行了研究和记录。该临床实验验证了3D 打印PEEK口腔修复体的可行性,取得了良好的效果,但仍存在美观、强度、精度等问题,需要进一步研究和调整。
https://mp.weixin.qq.com/s/KHfyy6sWvr9dCO14Ipalxw
[7] 陆伟,李涤尘,吴国锋.3D打印聚醚醚酮口腔修复体的初步临床报告[J].实用口腔医学杂志,2020,36(1):136- 140.
医疗器械、新材料、人工智能;
一定技术壁垒