기업들은 차세대 PEEK라고 불리는 생체 적합성 PEEK 제품을 혁신하고 있습니다.

개요

폴리에테르에테르케톤(PEEK)은 우수한 특성, 즉 우수한 피로/마모 특성, 높은 중량 대비 강도 비율 및 생체 적합성으로 인해 이식형 장치는 물론 비이식형 장치의 생체 재료로서 공간을 확보해 왔습니다. 또한 PEEK와 관련된 다양성은 컴파운더 및 완제품 제조업체가 사출 성형, 압출 및 코팅과 같은 다양한 가공 기술을 선호하도록 영향을 미칠 것으로 예상됩니다.

Data Bridge Market Research에 따르면, 글로벌 PEEK 시장은 2021년에 7억 5천만 달러로 평가되었으며, 2022년부터 2029년까지 연평균 성장률(CAGR) 6.8%로 성장하여 2029년 말까지 12억 7천만 달러의 가치에 도달할 것으로 예상됩니다.

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의료 기기 제조 회사는 진단 영상이 있고 인공물이 없는 다른 엔지니어링 폴리머에 비해 호환성 때문에 PEEK 부품을 선호합니다. 또한 PEEK의 섬유 강화로 인해 적용 요구 사항에 따라 강성과 같은 기계적 특성을 맞춤화할 수 있습니다.

의료 부문의 발전으로 당뇨병 홈케어 용품, 투석 장비, 투석 장비 등 금속 기반 진단 장치의 대안으로 인공 뼈에 활용되는 PEEK와 같은 엔지니어링 폴리머에 대한 수요가 전 세계적으로 증가할 수 있는 기반이 마련되었습니다. 정형외과 기기. 전체 시장은 또한 예측 기간 동안 의료 산업에서 광범위한 응용을 경험할 것으로 예상됩니다. PEEK는 척추 수술 목적으로 사용되며 진행 중인 R&D에 막대한 투자를 통해 더 많은 임상 응용 및 상업용 의료 제품에 활용될 것으로 예상됩니다.

다양한 응용 분야에서 생체 재료로서 PEEK의 수용 가능성 확보

PEEK는 척추 및 정형외과 분야를 포함한 다양한 임플란트 분야에서 최고의 선택 중 하나로 부상했습니다. 척추 응용 분야에서는 디스크 관절성형술, 전방 경추 판, 극간 공간 및 후방 척추 안정화 막대와 같은 응용 분야에서의 제품 사용을 다룹니다. 반면, 정형외과 부문에서는 무릎 및 어깨 관절경, 엉덩이 컵, 경골 나사 앵커 및 외장 등 다양한 분야에서 PEEK가 광범위하게 사용되는 것을 목격해 왔습니다. 향상된 안정성, 뛰어난 마모 성능, 수정 요구 사항 감소 등은 정형외과 전문가들이 선호하는 PEEK의 특성 중 일부입니다.

지난 몇 년 동안 Evonik과 같은 특수 화학 회사는 우수한 생체 적합성, 생체 안정성 및 X선 투명성을 갖춘 차세대 PEEK를 개발했습니다. 독일에 본사를 둔 Evonik은 영구 수술용 임플란트용 i-Grades, Dental-Grades 및 의료 기기용 Care-Grades와 같은 의료 응용 분야용 VESTAKEEP PEEK의 제조 및 판매에 종사하고 있습니다. 금속이 척추 케이지와 인체의 다른 임플란트에 사용되었다는 것은 잘 알려져 있습니다. 금속 임플란트는 수술 및 치유 과정 모니터링에 한계가 있었습니다. 이러한 기존 임플란트는 엑스레이를 흡수하고 밀도로 인해 방사선 이미지에 인공물을 생성합니다. PEEK는 엑스레이에 투명하기 때문에 독특한 특성을 가질 것으로 예상됩니다. 또한, VESTAKEEP i-Grade PEEK는 금속 소재에 비해 탄성이 높아 피질골에 더 가까운 탄성을 갖고 있습니다. 따라서 PEEK를 사용하면 뼈에 대한 스트레스 차폐 효과가 억제되고 치료받은 환자의 더 건강한 삶이 가능해집니다. 따라서 i-Grade 형식은 척추, 스포츠 의학, 심혈관, 두개악안면 및 정형외과 등 다양한 응용 분야에 적용됩니다.

비이식형 의료기기의 수명 보장이 가까운 미래에 Peek의 활용을 촉진할 것으로 예상됩니다.

PEEK는 의료 시설과 의료 실험실에서 광범위한 화학 물질, 용제 및 살균제에 대한 불침투성으로 인해 다른 엔지니어링 폴리머보다 우위를 유지하는 것으로 관찰되었습니다. 이 가공된 폴리머는 모든 일반적인 멸균 방법에서 수백 번의 주기를 거쳐 지속될 것으로 예상되는 구성 요소에 매우 긴 수명을 제공할 수 있습니다. 예를 들어, 주요 수지 공급업체 중 한 곳에서 테스트를 실시한 결과 PEEK는 1,000회의 오토클레이브 사이클 후에도 강도와 연성을 유지할 수 있다는 사실이 밝혀졌습니다. 그 결과 PEEK는 앞서 언급한 특성으로 인해 펌프, 피스톤, 씰, 베어링, 밸브 등 다양한 비이식형 장치에서 발견되었습니다. 예를 들어, PEEK는 투석 장비, 혈액 펌프, 재사용 가능한 의료 기기, 주입 펌프, 조직 절단 도구 및 의료 기기 고정 장치와 같은 응용 분야에 사용되는 씰 및 베어링 생산에 사용되었습니다.

의료 부문의 3D 프린팅 붐은 기업이 부가가치를 추구할 수 있는 새로운 길을 열 것입니다.

지난 몇 년 동안 3D 프린팅은 의료 기기 및 부품 생산에 사용되는 전통적인 방법에 비해 제조 리드 타임이 더 짧은 것으로 간주되어 의료 부문에서 인정을 받아 왔습니다. 이 방법은 인간 기관의 구조를 모방하는 복잡한 비계를 만드는 데 사용되는 것으로 나타났습니다. 이러한 지지체는 세포가 성장할 수 있는 길을 열어줌으로써 인간 기관의 조직 재생을 촉진합니다.

CAD/CAM과 같은 기술 발전으로 인해 이전 절차보다 비용이 적게 들고 시간이 많이 걸리는 절차를 수정할 수 있게 되었습니다. 전자 빔 용해, 레이저 빔 용해, 광중합, 액적 증착(DD) 또는 압출 기반 기술, 3차원 인쇄(3DP) 또는 접착 결합 또는 바인더 제트와 같은 다양한 기술을 활용하는 혁신적인 3D 프린터의 개발이 유리한 것으로 입증되었습니다. 의료 산업을 위한 것입니다.

PEEK의 3D 프린팅 통합은 임플란트 외부 주변 조직의 재구성을 촉진하여 골유착을 가속화합니다. PEEK 제조 회사는 이러한 개발을 면밀히 주시하고 있으며 이에 따라 PEEK 기반 3D 프린팅 생체 재료 개발에 대한 지출을 늘리고 있습니다. 예를 들어, 2021년 6월 Evonik은 VESTAKEEP Care M40 3DF라는 브랜드 이름으로 새로운 PEEK 기반 3D 프린팅 필라멘트를 출시했습니다. PEEK를 가공할 수 있는 일반적인 고온 FDM 3D 프린터를 사용하여 고성능 엔지니어링 소재를 3D 프린팅할 수 있습니다. VESTAKEEP Care M40 3DF는 직경 1.75mm, 각 스풀의 무게는 500g입니다. Evonik은 이 제품이 의료용 재료의 엄격한 품질 관리 기준을 적용한 3D 프린팅 필라멘트를 사용하여 클린룸 조건에서 제조되었다고 주장합니다. 이 제품 혁신은 Evonik의 적용 기반을 보청기, 교정기, 보철물, 치과 드릴링 가이드 및 수술 도구 등의 영역을 포괄하는 수많은 개별화된 환자 치료 부문으로 촉진할 것으로 예상됩니다.

2023년 3월, Invibio Biomaterial Solutions는 FDM(Fused Deposition Modeling) 및 FFF(Fused Filament Fabrication) 적층 제조 공정에 최적화된 이식형 PEEK 폴리머인 PEEK-OPTIMA AM Filament 출시 계획을 발표했습니다. 또한 제품은 분말, 과립 및 막대 형태로 제공됩니다. Invibio는 이러한 PEEK 제품 형태를 사용하면 병원 시설에서 FDM/FFF 호환 기계를 사용하여 진료 현장에서 자체적으로 PEEK 장치를 맞춤화할 수 있다고 주장합니다. 또한 PEEK-OPTIMA AM 필라멘트는 의료 전문가, 특히 CMF와 같이 매개변수, 즉 설계 정밀도와 빠른 제조가 요구되는 전문 분야에서 수많은 이점을 제공합니다.

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의료 부문에서 수술 로봇의 수용 가능성을 확보하면 새로운 부문에서 PEEK의 적용 범위가 확대될 것입니다

지난 20년 동안 전 세계적으로 외과의사, 내과의사 등 의료인력 부족과 수술을 목적으로 하는 자동화 기기에 대한 선호도 변화가 수술용 로봇의 활용을 촉진하는 데 핵심적인 역할을 해왔습니다. 또한 관절염과 골다공증으로 고통받는 환자 수가 증가함에 따라 고관절 및 무릎 교체 수술에 대한 지출이 증가하고 뼈 퇴행성 질환의 발생이 증가하는 것은 수술 로봇의 중요성을 높이는 데 중요한 역할을 했습니다.

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OECD 통계에 따르면 대부분의 OECD 국가, 즉 독일, 이탈리아, 프랑스 및 OECD 32개국에서 고관절 및 무릎 교체 건수가 급격히 증가한 것으로 나타났습니다. 이에 따르면 고관절 교체율과 무릎 교체율은 2009년부터 2019년까지 OECD 국가에서는 19%, 35% 증가했습니다. 또한 미국 정형외과 학회(American Academy of Orthopaedic Surgeons)에 따르면 미국에서는 연간 450,000건 이상의 고관절 치환술을 보고하는 것으로 추산됩니다. 따라서 고관절 및 무릎관절 치환술의 증가로 인해 외과의사들 사이에서 수술로봇의 중요성이 더욱 커질 것으로 예상됩니다.

의료 시설에서는 흉터 감소, 수술 후 통증 감소, 정확한 정확성, 입원 기간 단축, 감염 위험 감소 등 다양한 이점을 보장할 수 있는 수술용 로봇을 배치합니다. PEEK는 반복적인 멸균에 저항해야 하는 수술 로봇의 여러 구성 요소에 대한 고압 멸균을 유도하므로 수술 로봇의 효과적인 첨단 소재로 간주되어 왔습니다. 또한 수술 로봇 제조에 PEEK를 통합하면 높은 기계적 부하 및 고속 회전과 같은 고유한 특성을 유도할 수 있습니다. 그럼에도 불구하고 대체 수술 부문에서 수술 로봇의 수용 가능성이 높아지면서 PEEK가 향후 몇 년 동안 생체 재료로서 높은 전망을 유지할 것으로 예상됩니다.

헬스케어 분야의 재사용 장비에서 일회용 바이오제약 장비로의 패러다임 전환으로 PEEK의 산업 침투력이 높아질 것으로 예상됩니다.

지난 몇 년 동안 제약 산업 참가자들은 비용 절감 관행 채택, 교차 오염 위험 제거 및 생산 유연성 향상 측면에서 추세를 목격해 왔습니다. 제약 회사는 시간, 비용 및 비멸균성에 대한 우려를 줄이기 위해 클린룸으로 이전할 위험이 높은 재사용 가능한 소모품 및 장비에서 일회용 기술로 전환하는 데 점점 더 많은 비용을 투자하고 있습니다. 일회용 기술을 접목하면 시간, 비용, 비무균성 등의 우려가 줄어들 것으로 기대된다. 재사용 가능한 소모품 및 장비와 관련된 것입니다.

일회용 기술은 튜브, 이온교환막 크로마토그래피 장치, 캡슐 필터, 생물반응기, 혼합기, 샘플링 용기 등 다양한 제품 형태로 활용됩니다. PEEK는 높은 감마멸균 호환성, 바이오제약 화학물질의 낮은 침출, 고순도 및 USP 등 다양한 특성을 제공하여 일회용 기술 구현 목표를 달성할 수 있는 핵심 첨단 소재 중 하나가 될 것으로 예상됩니다. 클래스 VI 준수.

의료 부문에서 비용 효율적인 소재로 PEEK 디스플레이를 통합하면 업계 참가자들에게 새로운 투자 영역이 열릴 것입니다

PEEK는 탁월한 기계적, 광학적, 전기적 특성을 제공하므로 차세대 스크린 디스플레이 소재 중 하나로 남을 것으로 예상됩니다. 결과적으로 PEEK를 디스플레이 제품 형태에 통합함으로써 고해상도, 생생한 색상, 뛰어난 선명도를 특징으로 하는 독특한 시각적 경험을 제공할 수 있게 되었습니다. PEEK 디스플레이는 충격, 긁힘, 열응력에 대한 저항력이 뛰어나 내구성과 유연성도 확보한 것으로 평가된다. 따라서 디스플레이 제품 구매자는 PEEK를 잦은 교체를 제한하여 총 운영 비용을 절감하는 지속 가능한 솔루션으로 사용할 것으로 예상됩니다.

비용 절감 도구로서 에너지 효율성의 중요성은 B2B 구매자 ​​부문 전반에 걸쳐 증가했습니다. 따라서 PEEK 디스플레이는 배터리 수명 연장과 함께 저전력 소모를 보장할 수 있을 뿐만 아니라 상당한 에너지 효율성 이점을 보장하는 원스텝 솔루션이 될 것으로 기대됩니다.

의료 분야는 PEEK 디스플레이의 활용으로 혜택을 받을 수 있는 주요 분야 중 하나입니다. PEEK 디스플레이의 향상된 시각적 경험과 우수한 내구성은 의료 전문가가 진단 영상, 수술 절차 및 환자 치료에 제품의 전문 지식을 사용할 수 있는 기반을 마련할 것으로 기대됩니다. 또한 PEEK 디스플레이는 고해상도 기능과 정확한 색상 표현 등의 특성을 갖고 있어 방사선 전문의가 의료 영상의 미묘한 이상을 감지하고 정확한 진단을 보장하는 데 도움이 됩니다.

결론

우수한 생체적합성, 우수한 기계적 강도 등 탁월한 특성을 지닌 제품을 사용하려는 의료 업계의 의지가 높아지면서 PEEK를 차세대 첨단 소재로 활용하는 것이 촉진될 것으로 예상됩니다. 3D 프린팅의 적극적인 배치와 무릎 및 고관절 교체 수술 로봇의 수용 가능성 증가와 같은 기술 발전으로 인해 가까운 미래에 PEEK의 시장 범위가 확대될 것으로 예상됩니다. Evonik 및 Invibio Biomaterial Solutions와 같은 업계 참가자들은 PEEK 사용에 관한 구매자의 패턴과 인식을 면밀히 추적해 왔습니다. 그럼에도 불구하고 이들 회사는 치과, 정형외과, 척추, 두개골 및 심혈관 부문의 대상 기반 응용 분야를 위한 차세대 PEEK 제품 형태를 출시해 왔습니다. 미국, 독일, 영국, 프랑스, ​​일본을 포함한 선진국은 국내 건강 부문에서 첨단 엔지니어링 소재의 높은 채택률로 인해 PEEK의 주요 국가 시장으로 남을 것으로 예상됩니다. 그러나 정부의 지원 정책으로 인해 중국, 인도, 대만, 베트남 등 신흥 경제국에서 의료 부문이 성장하면서 PEEK 제조업체가 새로운 지역에 투자할 수 있는 새로운 길을 열 것으로 예상됩니다.