Descripción general
La polieteretercetona (PEEK) ha ido ganando espacio como biomateriales en dispositivos implantables y no implantables debido a sus propiedades superiores, a saber, excelentes propiedades de fatiga/desgaste, alta relación resistencia-peso y biocompatibilidad. Además, se espera que la versatilidad asociada con PEEK influya en los fabricantes de compuestos y productos terminados para que prefieran numerosas tecnologías de procesamiento, como el moldeo por inyección, la extrusión y el recubrimiento.
Según Data Bridge Market Research, el mercado mundial de PEEK se valoró en 750 millones de dólares en 2021 y se prevé que alcance un valor de 1270 millones de dólares a finales de 2029, un crecimiento a una tasa compuesta anual del 6,8% de 2022 a 2029.
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Las empresas de fabricación de dispositivos médicos prefieren los componentes de PEEK porque son compatibles en comparación con otros polímeros de ingeniería con imágenes de diagnóstico y sin artefactos. Además, el refuerzo de fibra en PEEK permite personalizar las propiedades mecánicas, como la rigidez, de acuerdo con los requisitos de la aplicación.
Los avances en el sector de la salud han allanado el camino para aumentar la demanda de polímeros de ingeniería como el PEEK a nivel mundial, a la luz de la utilidad de este último en huesos artificiales como alternativa a los dispositivos de diagnóstico a base de metal, como los artículos para el cuidado del hogar para diabéticos, equipos de diálisis y aparatos de ortopedia. También se prevé que el mercado en general experimente una amplia gama de aplicaciones en la industria médica durante el período de pronóstico. PEEK encuentra uso para cirugía de columna y se espera que se utilice para más aplicaciones clínicas y productos médicos comerciales con un gran gasto en I+D en curso.
Obtención de aceptabilidad del PEEK como biomateriales en diversas aplicaciones
PEEK se ha convertido en una de las mejores opciones en diversas aplicaciones de implantes, incluidas aplicaciones espinales y ortopédicas. El segmento de aplicaciones espinales cubre el uso del producto en aplicaciones como artroplastia de disco, placas cervicales anteriores, espacios interespinosos y varillas de estabilización de la columna posterior. Por otro lado, el segmento ortopédico ha sido testigo de un uso extensivo de PEEK en diversas áreas, a saber, artroscopia de rodilla y hombro, copas de cadera, anclajes de tornillos tibiales y vainas. Estabilidad mejorada, excelente rendimiento frente al desgaste y menos requisitos de revisión son algunos de los atributos del PEEK que han felicitado a los expertos en ortopedia.
En los últimos años, empresas de productos químicos especializados como Evonik han creado el PEEK de próxima generación con excelente biocompatibilidad, bioestabilidad y transparencia a los rayos X. Evonik, con sede en Alemania, se dedica a la fabricación y venta de VESTAKEEP PEEK para aplicaciones médicas como i-Grades para implantes quirúrgicos permanentes, Dental-Grades y Care-Grades para dispositivos médicos. Es bien sabido que se han utilizado metales en las jaulas de la columna vertebral y otros implantes del cuerpo humano. Los implantes metálicos tuvieron limitaciones durante la operación y el seguimiento del proceso de curación. Estos implantes convencionales absorben rayos X y producen artefactos en las imágenes radiográficas debido a su densidad. Se espera que PEEK tenga características únicas debido a su transparencia a los rayos X. Además, la elasticidad de VESTAKEEP i-Grade PEEK se considera más cercana a la del hueso cortical con una alta elasticidad en comparación con sus homólogos metálicos. Por lo tanto, el uso de PEEK impide el efecto de protección contra el estrés en los huesos y permite una vida más larga y saludable para los pacientes tratados. Por lo tanto, los formatos i-Grade encuentran aplicación en diversas aplicaciones, a saber, columna vertebral, medicina deportiva, cardiovascular, craneomaxilofacial y ortopedia.
Se prevé que la garantía de longevidad destinada a dispositivos médicos no implantables impulse el uso de Peek en un futuro próximo
Se ha observado que PEEK ha mantenido una ventaja sobre otros polímeros de ingeniería debido a su impermeabilidad a una amplia gama de productos químicos, disolventes y desinfectantes en instalaciones sanitarias y laboratorios médicos. Este polímero diseñado es capaz de proporcionar una vida útil excepcionalmente larga a los componentes que se espera que duren cientos de ciclos en todos los métodos de esterilización comunes. Por ejemplo, uno de los principales proveedores de resina realizó pruebas que revelaron que PEEK podía conservar su resistencia y ductilidad incluso después de 1000 ciclos de autoclave. Como resultado, se ha encontrado PEEK en varios dispositivos no implantables, como bombas, pistones, sellos, cojinetes y válvulas, debido a los atributos antes mencionados. Por ejemplo, se ha incorporado PEEK para la producción de sellos y cojinetes destinados a aplicaciones como equipos de diálisis, bombas de sangre, instrumentos médicos reutilizables, bombas de infusión, herramientas para cortar tejidos y accesorios para dispositivos médicos.
Es probable que el auge de la impresión 3D en el sector sanitario abra nuevas vías para que las empresas busquen valor añadido
En los últimos años, la impresión 3D ha ido ganando aceptación en el sector de la salud, ya que se considera que tiene menos tiempo de fabricación en comparación con los métodos tradicionales utilizados en la producción de dispositivos y componentes médicos. Se ha visto que este método se utiliza para crear intrincados andamios que imitan la estructura de los órganos humanos. Dichos andamios allanan el camino para que las células crezcan y, por lo tanto, facilitan la regeneración de tejidos en los órganos humanos.
Los avances tecnológicos como CAD/CAM conducen a modificaciones en procedimientos menos costosos y que requieren más tiempo que los procedimientos anteriores. El desarrollo de impresoras 3D innovadoras que utilizan diferentes tecnologías, como la fusión por haz de electrones, la fusión por haz láser, la fotopolimerización, la deposición de gotas (DD) o tecnologías basadas en extrusión, y la impresión tridimensional (3DP) o la unión por adhesión o la inyección de aglutinante, resulta ventajoso. para las industrias de la salud.
La incorporación de la impresión 3D de PEEK favorece la reconstrucción de los tejidos de la periferia exterior de los implantes y, por tanto, acelera la osteointegración. Las empresas fabricantes de PEEK siguen de cerca estos desarrollos y, por tanto, aumentan el gasto en el desarrollo de biomateriales de impresión 3D basados en PEEK. Por ejemplo, en junio de 2021, Evonik lanzó un nuevo filamento de impresión 3D basado en PEEK bajo la marca VESTAKEEP Care M40 3DF. El material de ingeniería de alto rendimiento se puede imprimir en 3D mediante el uso de una impresora 3D FDM de alta temperatura común que puede procesar PEEK. VESTAKEEP Care M40 3DF está disponible en un diámetro de 1,75 mm y cada carrete pesa 500 g. Evonik afirma que el producto se fabrica en condiciones de sala limpia, con filamentos de impresión 3D sujetos a estrictos estándares de gestión de calidad de los materiales médicos. Se espera que esta innovación de producto promueva la base de aplicaciones de Evonik en numerosos segmentos de atención individualizada al paciente, que cubren áreas como audífonos, aparatos ortopédicos, prótesis, guías de perforación dental y herramientas quirúrgicas.
En marzo de 2023, Invibio Biomaterial Solutions anunció planes para el lanzamiento del filamento PEEK-OPTIMA AM, un polímero PEEK implantable optimizado para los procesos de fabricación aditiva de modelado por deposición fundida (FDM) y fabricación de filamentos fundidos (FFF). Además, el producto estará disponible en forma de polvos, gránulos y barras. Invibio afirma que el uso de estas formas de productos PEEK permite a las instalaciones hospitalarias personalizar los dispositivos PEEK internamente, en el punto de atención, mediante el uso de máquinas compatibles con FDM/FFF. Además, el filamento PEEK-OPTIMA AM ofrece numerosas ventajas a los profesionales de la salud, particularmente en especialidades como CMF, donde se requieren parámetros como precisión de diseño y velocidad de fabricación.
Para conocer el mercado global de impresión 3D, visite https://www.databridgemarketresearch.com/reports/global-3d-printing-market
Obtener la aceptabilidad de los robots quirúrgicos en el sector sanitario ampliará el alcance de la aplicación de PEEK en nuevos segmentos
En las últimas dos décadas, la escasez de profesionales médicos como cirujanos y médicos a nivel mundial junto con la preferencia cambiante hacia instrumentos automatizados destinados a la cirugía ha jugado un papel clave en la promoción del uso de robots quirúrgicos. Además, la creciente aparición de trastornos degenerativos óseos, junto con el aumento del gasto en cirugías de reemplazo de cadera y rodilla a la luz del mayor número de pacientes que padecen artritis y osteoporosis, han desempeñado un papel clave en el aumento de la prominencia de los robots quirúrgicos.
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Según las estadísticas de la OCDE, se ha observado que el número de reemplazos de cadera y rodilla ha aumentado rápidamente en la mayoría de los países de la OCDE, a saber, Alemania, Italia, Francia y la OCDE 32. Dicho esto, las tasas de reemplazo de cadera y rodilla han aumentado. aumentó entre un 19% y un 35% en los países de la OCDE entre 2009 y 2019. Además, según la Academia Estadounidense de Cirujanos Ortopédicos, se estima que EE. UU. informa más de 450.000 reemplazos de cadera por año. Por lo tanto, se espera que este aumento en el número de reemplazos de cadera y rodilla aumente la importancia de los robots quirúrgicos entre los cirujanos.
Los centros de atención sanitaria utilizan robots quirúrgicos, ya que pueden garantizar numerosos beneficios, como menos cicatrices, reducción del dolor postoperatorio, precisión precisa, hospitalizaciones más cortas y reducción del riesgo de infecciones. PEEK se ha considerado un material avanzado eficaz en robots quirúrgicos, ya que induce la esterilización en autoclave de múltiples componentes de los robots quirúrgicos, lo que se requiere para resistir la esterilización repetida. Además, la incorporación de PEEK para la fabricación de robots quirúrgicos da como resultado atributos únicos como altas cargas mecánicas y rotaciones de alta velocidad. Dicho esto, se prevé que la creciente aceptabilidad de los robots quirúrgicos en el segmento de la cirugía de reemplazo mantenga las altas perspectivas del PEEK como biomaterial en los próximos años.
Se espera que el cambio de paradigma de equipos reutilizables a equipos biofarmacéuticos de un solo uso en el sector sanitario aumente la penetración industrial de PEEK
En los últimos años, los participantes de la industria farmacéutica han sido testigos de tendencias en términos de adopción de prácticas de reducción de costos, eliminación de riesgos de contaminación cruzada y mejora de la flexibilidad de producción. Las empresas farmacéuticas han gastado cada vez más en pasar de consumibles y equipos reutilizables con un alto riesgo de transferencia a salas blancas a tecnologías de un solo uso para reducir las preocupaciones en torno al tiempo, los costos y la no esterilidad. Se espera que la incorporación de tecnología de un solo uso asegure la reducción de preocupaciones como tiempo, costos y no esterilidad; que están asociados con consumibles y equipos reutilizables.
La tecnología de un solo uso se utiliza en diversas formas de productos, a saber, tubos, dispositivos de cromatografía de membrana de intercambio iónico, filtros de cápsula, biorreactores, mezcladores y receptáculos de muestreo. Se proyecta que PEEK sea uno de los materiales avanzados clave que podría cumplir los objetivos de la implementación de tecnología de un solo uso debido a que ofrece varias características, como una alta compatibilidad superior con la esterilización gamma, baja lixiviación en productos químicos biofarmacéuticos y alta pureza y USP. Cumplimiento clase VI.
La incorporación de pantallas PEEK como materiales rentables en el sector sanitario abrirá nuevas áreas de inversión para los participantes de la industria
Se espera que PEEK siga siendo uno de los materiales de visualización de pantalla de próxima generación debido a que ofrece propiedades mecánicas, ópticas y eléctricas excepcionales. Como resultado, la incorporación de PEEK en los productos de visualización tiene como objetivo ofrecer una experiencia visual única caracterizada por alta resolución, colores vibrantes y una claridad excepcional. También se considera que la pantalla PEEK garantiza durabilidad y flexibilidad, ya que se considera altamente resistente al impacto, los rayones y el estrés térmico. Por lo tanto, se espera que los compradores de productos de exhibición utilicen PEEK como una solución sostenible que limite los reemplazos frecuentes y, por lo tanto, reduzca los costos operativos totales.
La importancia de la eficiencia energética como herramienta de reducción de costes ha aumentado en todo el segmento de compradores B2B. Por lo tanto, se espera que la pantalla PEEK sea una solución de un solo paso para garantizar importantes beneficios de eficiencia energética, ya que no sólo es capaz de garantizar un bajo consumo de energía junto con una extensión de la vida útil de la batería.
El sector sanitario es uno de los sectores verticales clave que podría beneficiarse de la utilidad de la pantalla PEEK. Se espera que la experiencia visual mejorada y la durabilidad superior de la pantalla PEEK allanen el camino para que los profesionales médicos utilicen la experiencia del producto en diagnóstico por imágenes, procedimientos quirúrgicos y atención al paciente. Además, la pantalla PEEK posee atributos tales como capacidades de alta resolución y representación precisa del color, lo que ayudará a los radiólogos a detectar anomalías sutiles en las imágenes médicas y garantizará un diagnóstico preciso.
Conclusión
Se espera que la creciente disposición en la industria de la salud a utilizar productos con propiedades excepcionales, como una biocompatibilidad superior y una excelente resistencia mecánica, promueva el uso de PEEK como materiales avanzados de próxima generación. Se prevé que los avances tecnológicos, como el despliegue activo de la impresión 3D y la creciente aceptabilidad de los robots quirúrgicos en el reemplazo de rodilla y cadera, amplíen el alcance de mercado de PEEK en un futuro próximo. Los participantes de la industria, como Evonik e Invibio Biomaterial Solutions, han estado siguiendo de cerca los patrones y el conocimiento de los compradores con respecto al uso de PEEK. Dicho esto, estas empresas han estado lanzando formas de productos PEEK de próxima generación destinados a aplicaciones basadas en objetivos de los segmentos dental, ortopédico, espinal, craneal y cardiovascular. Se espera que las economías desarrolladas, incluidas EE. UU., Alemania, Reino Unido, Francia y Japón, sigan siendo los mercados nacionales clave para PEEK debido a la fuerte tasa de adopción de materiales de ingeniería avanzada en sus sectores de salud nacionales. Sin embargo, se espera que el creciente segmento de atención médica en economías emergentes como China, India, Taiwán y Vietnam debido a las políticas gubernamentales de apoyo abra nuevas vías para que los fabricantes de PEEK inviertan en nuevas geografías.
