Aperçu
Le polyétheréthercétone (PEEK) gagne de la place en tant que biomatériau dans les dispositifs implantables et non implantables en raison de ses propriétés supérieures, à savoir d'excellentes propriétés de fatigue/usure, un rapport résistance/poids élevé et une biocompatibilité. En outre, la polyvalence associée au PEEK devrait inciter les formulateurs et les fabricants de produits finis à préférer de nombreuses technologies de traitement telles que le moulage par injection, l'extrusion et le revêtement.
Selon Data Bridge Market Research, le marché mondial du PEEK était évalué à 0,75 milliard de dollars en 2021 et devrait atteindre une valeur de 1,27 milliard de dollars d’ici la fin de 2029, soit une croissance à un TCAC de 6,8 % de 2022 à 2029.
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Les fabricants de dispositifs médicaux préfèrent les composants PEEK en raison de leur compatibilité par rapport aux autres polymères techniques avec imagerie diagnostique et sans artefacts. De plus, le renforcement fibreux du PEEK permet de personnaliser les propriétés mécaniques telles que la rigidité en fonction des exigences de l'application.
Les progrès dans le secteur de la santé ont ouvert la voie à une demande croissante de polymères techniques tels que le PEEK à l'échelle mondiale, à la lumière de l'utilité de ce dernier dans les os artificiels comme alternative aux dispositifs de diagnostic à base de métal tels que les produits de soins à domicile pour diabétiques, les équipements de dialyse et appareils orthopédiques. Le marché global devrait également connaître un large éventail d’applications dans l’industrie médicale au cours de la période de prévision. Le PEEK est utilisé à des fins de chirurgie de la colonne vertébrale et devrait être utilisé pour davantage d'applications cliniques et de produits médicaux commerciaux avec des dépenses importantes en R&D en cours.
Gagner en acceptabilité du PEEK en tant que biomatériaux dans diverses applications
Le PEEK s'est imposé comme l'un des meilleurs choix pour diverses applications d'implants, notamment les applications rachidiennes et orthopédiques. Le segment des applications vertébrales couvre l'utilisation du produit dans des applications, à savoir l'arthroplastie discale, les plaques cervicales antérieures, les espaces interépineux et les tiges de stabilisation de la colonne postérieure. D'autre part, le segment orthopédique a été témoin d'une utilisation intensive du PEEK dans divers domaines, à savoir l'arthroscopie du genou et de l'épaule, les cupules de hanche, les vis d'ancrage tibiales et les gaines. Une stabilité améliorée, d'excellentes performances d'usure et moins de besoins de révision sont quelques-uns des attributs du PEEK qui ont félicité les experts en orthopédie.
Au cours des dernières années, des sociétés de produits chimiques spécialisés telles qu'Evonik ont mis au point le PEEK de nouvelle génération doté d'une excellente biocompatibilité, biostabilité et transparence aux rayons X. Evonik, basée en Allemagne, est engagée dans la fabrication et la vente de VESTAKEEP PEEK pour des applications médicales telles que les i-Grades pour les implants chirurgicaux permanents, les Dental-Grades et les Care-Grades pour les dispositifs médicaux. Il est bien connu que des métaux ont été déployés dans des cages vertébrales et d’autres implants du corps humain. Les implants métalliques présentaient des limites lors de l'opération et du suivi du processus de cicatrisation. Ces implants conventionnels absorbent les rayons X et produisent des artefacts sur les images radiographiques en raison de leur densité. Le PEEK devrait avoir des caractéristiques uniques en raison de sa transparence aux rayons X. De plus, l'élasticité du VESTAKEEP i-Grade PEEK est considérée comme plus proche de l'os cortical avec une élasticité élevée par rapport à ses homologues métalliques. Par conséquent, l’utilisation du PEEK permet de dissuader l’effet de protection contre le stress sur les os et de permettre une vie plus longue et en meilleure santé aux patients traités. Par conséquent, les formats i-Grade trouvent des applications dans diverses applications, à savoir la colonne vertébrale, la médecine du sport, la médecine cardiovasculaire, crâniale-maxillo-faciale et l'orthopédie.
L’assurance de longévité destinée aux dispositifs médicaux non implantables devrait inciter à l’utilisation du Peek dans un avenir proche
Il a été observé que le PEEK a conservé un avantage sur les autres polymères techniques en raison de son imperméabilité à un large éventail de produits chimiques, de solvants et de désinfectants dans les établissements de santé ainsi que les laboratoires médicaux. Ce polymère technique est capable de fournir une durée de vie exceptionnellement longue aux composants qui devraient durer plusieurs centaines de cycles dans toutes les méthodes de stérilisation courantes. Par exemple, l'un des principaux fournisseurs de résine a effectué des tests qui ont révélé que le PEEK pouvait conserver sa résistance et sa ductilité même après 1 000 cycles d'autoclave. En conséquence, le PEEK a été trouvé dans divers dispositifs non implantables tels que des pompes, des pistons, des joints, des roulements et des vannes en raison des attributs susmentionnés. Par exemple, le PEEK a été incorporé pour la production de joints et de roulements destinés à des applications telles que les équipements de dialyse, les pompes sanguines, les instruments médicaux réutilisables, les pompes à perfusion, les outils de coupe de tissus et les accessoires pour dispositifs médicaux.
Le boom de l’impression 3D dans le secteur de la santé est susceptible d’ouvrir de nouvelles voies permettant aux entreprises de rechercher une valeur ajoutée
Au cours des dernières années, l'impression 3D est de plus en plus acceptée dans le secteur de la santé, car elle est considérée comme nécessitant un délai de fabrication plus court que les méthodes traditionnelles utilisées dans la production de dispositifs et de composants médicaux. On a vu que cette méthode est déployée pour créer des échafaudages complexes qui imitent la structure des organes humains. De tels échafaudages ouvrent la voie à la croissance des cellules et facilitent ainsi la régénération des tissus dans les organes humains.
Les progrès technologiques tels que la CAO/FAO conduisent à des modifications de procédures moins coûteuses et moins longues que les procédures antérieures. Le développement d'imprimantes 3D innovantes utilisant différentes technologies telles que la fusion par faisceau d'électrons, la fusion par faisceau laser, la photopolymérisation, le dépôt de gouttelettes (DD) ou les technologies basées sur l'extrusion, et l'impression tridimensionnelle (3DP) ou le collage ou le jet de liant s'avère avantageux. pour les industries de la santé.
L'incorporation de l'impression 3D du PEEK favorise la reconstruction des tissus de la périphérie externe des implants et accélère ainsi l'ostéointégration. Les entreprises de fabrication de PEEK surveillent de près ces développements et augmentent ainsi leurs dépenses dans le développement de biomatériaux d’impression 3D à base de PEEK. Par exemple, en juin 2021, Evonik a lancé un nouveau filament d’impression 3D à base de PEEK sous la marque VESTAKEEP Care M40 3DF. Le matériau d'ingénierie haute performance peut être imprimé en 3D à l'aide d'une imprimante 3D FDM haute température courante capable de traiter le PEEK. VESTAKEEP Care M40 3DF est disponible dans un diamètre de 1,75 mm, chaque bobine pesant 500 g. Evonik affirme que le produit est fabriqué dans des conditions de salle blanche, avec un filament d'impression 3D soumis aux normes strictes de gestion de la qualité des matériaux médicaux. Cette innovation produit devrait promouvoir la base d'application d'Evonik auprès de nombreux segments de soins individualisés aux patients, qui couvrent des domaines tels que les aides auditives, les orthèses, les prothèses, les guides de forage dentaire et les outils chirurgicaux.
En mars 2023, Invibio Biomaterial Solutions a annoncé son intention de lancer le filament PEEK-OPTIMA AM, un polymère PEEK implantable optimisé pour les processus de fabrication additive de modélisation par dépôt fondu (FDM) et de fabrication de filaments fondus (FFF). De plus, le produit sera disponible sous forme de poudres, de granulés et de bâtonnets. Invibio affirme que l'utilisation de ces formes de produits PEEK permet aux établissements hospitaliers de personnaliser les dispositifs PEEK en interne, sur le lieu de soins, grâce à l'utilisation de machines compatibles FDM/FFF. De plus, le filament PEEK-OPTIMA AM offre de nombreux avantages aux professionnels de la santé, en particulier dans des spécialités telles que le CMF, où les paramètres, à savoir la précision de conception et la rapidité de fabrication, sont requis.
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L'acceptabilité accrue des robots chirurgicaux dans le secteur de la santé élargira la portée des applications du PEEK dans de nouveaux segments
Au cours des deux dernières décennies, la pénurie de professionnels de la santé tels que les chirurgiens et les médecins à l’échelle mondiale ainsi que la préférence croissante pour les instruments automatisés destinés à la chirurgie ont joué un rôle clé dans la promotion de l’utilisation de robots chirurgicaux. En outre, l’augmentation des cas de troubles dégénératifs osseux, associée à l’augmentation des dépenses consacrées aux arthroplasties de la hanche et du genou, compte tenu du nombre croissant de patients souffrant d’arthrite et d’ostéoporose, a joué un rôle clé dans l’augmentation de l’importance des robots chirurgicaux.
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Selon les statistiques de l'OCDE, il a été constaté que le nombre d'arthroplasties de la hanche et du genou a augmenté rapidement dans la majorité des pays de l'OCDE, à savoir l'Allemagne, l'Italie, la France et l'OCDE 32. Cela dit, les taux d'arthroplastie de la hanche et les taux d'arthroplastie du genou ont augmenté. a augmenté de 19 % et 35 % dans les pays de l'OCDE entre 2009 et 2019. En outre, selon l'American Academy of Orthopaedic Surgeons, il a été estimé que les États-Unis signalent plus de 450 000 arthroplasties de la hanche par an. Par conséquent, cette augmentation du nombre d’arthroplasties de la hanche et du genou devrait accroître l’importance des robots chirurgicaux parmi les chirurgiens.
Les établissements de santé déploient des robots chirurgicaux car ils peuvent garantir de nombreux avantages tels qu'une diminution des cicatrices, une réduction de la douleur postopératoire, une précision précise, des hospitalisations plus courtes et un risque réduit d'infections. Le PEEK a été considéré comme un matériau avancé efficace dans les robots chirurgicaux car il induit l'autoclavage de plusieurs composants des robots chirurgicaux, nécessaire pour résister à une stérilisation répétée. De plus, l’incorporation du PEEK pour la fabrication de robots chirurgicaux entraîne l’induction d’attributs uniques tels que des charges mécaniques élevées et des rotations à grande vitesse. Cela dit, l’acceptation croissante des robots chirurgicaux dans le segment de la chirurgie de remplacement devrait maintenir les perspectives élevées du PEEK en tant que biomatériau au cours des prochaines années.
Le changement de paradigme des équipements réutilisables vers les équipements biopharmaceutiques à usage unique dans le secteur de la santé devrait augmenter la pénétration du PEEK dans l’industrie
Au cours des dernières années, les acteurs de l'industrie pharmaceutique ont été témoins de tendances en termes d'adoption de pratiques de réduction des coûts, d'élimination des risques de contamination croisée et d'amélioration de la flexibilité de la production. Les sociétés pharmaceutiques investissent de plus en plus pour abandonner les consommables et équipements réutilisables présentant un risque élevé de transfert dans les salles blanches vers des technologies à usage unique afin de réduire les problèmes de temps, de coûts et de non-stérilité. L'incorporation de technologies à usage unique devrait garantir la réduction de problèmes tels que le temps, les coûts et la non-stérilité ; qui sont associés aux consommables et équipements réutilisables.
La technologie à usage unique est utilisée sous diverses formes de produits, à savoir des tubes, des dispositifs de chromatographie à membrane échangeuse d'ions, des filtres à capsules, des bioréacteurs, des mélangeurs et des récipients d'échantillonnage. Le PEEK devrait être l'un des matériaux avancés clés qui pourraient atteindre les objectifs de la mise en œuvre de la technologie à usage unique en raison de son offre diverses caractéristiques telles qu'une compatibilité supérieure avec la stérilisation gamma, une faible lixiviation dans les produits chimiques biopharmaceutiques et une haute pureté et USP. Conformité classe VI.
L'incorporation du PEEK Display en tant que matériaux rentables dans le secteur de la santé ouvrira de nouveaux domaines d'investissement pour les participants de l'industrie
Le PEEK devrait rester l’un des matériaux d’affichage sur écran de nouvelle génération en raison de ses propriétés mécaniques, optiques et électriques exceptionnelles. En conséquence, l'incorporation de PEEK dans les formes des produits d'affichage vise à offrir une expérience visuelle unique caractérisée par une haute résolution, des couleurs vibrantes et une clarté exceptionnelle. L'écran PEEK est également considéré comme garantissant durabilité et flexibilité car il est considéré comme très résistant aux chocs, aux rayures et aux contraintes thermiques. Par conséquent, les acheteurs de produits d'affichage devraient utiliser le PEEK comme une solution durable qui limite les remplacements fréquents et réduit ainsi les coûts totaux d'exploitation.
L’importance de l’efficacité énergétique en tant qu’outil de réduction des coûts a augmenté dans le segment des acheteurs B2B. Par conséquent, l’écran PEEK devrait être une solution en une seule étape pour garantir des avantages significatifs en matière d’efficacité énergétique, car il est non seulement capable d’assurer une faible consommation d’énergie ainsi qu’une prolongation de la durée de vie de la batterie.
Le secteur de la santé est l’un des principaux secteurs verticaux qui pourraient bénéficier de l’utilité de l’affichage PEEK. L'expérience visuelle améliorée et la durabilité supérieure de l'écran PEEK devraient ouvrir la voie aux professionnels de la santé pour utiliser l'expertise du produit en matière d'imagerie diagnostique, d'interventions chirurgicales et de soins aux patients. De plus, l'écran PEEK possède des attributs tels que des capacités de haute résolution et une représentation précise des couleurs, qui aideront les radiologues à détecter les anomalies subtiles dans les images médicales et garantiront un diagnostic précis.
Conclusion
La volonté croissante du secteur de la santé d'utiliser des produits dotés de propriétés exceptionnelles telles qu'une biocompatibilité supérieure et une excellente résistance mécanique devrait promouvoir l'utilisation du PEEK comme matériaux avancés de nouvelle génération. Les avancées technologiques telles que le déploiement actif de l’impression 3D et l’acceptabilité croissante des robots chirurgicaux pour les arthroplasties du genou et de la hanche devraient élargir la portée commerciale du PEEK dans un avenir proche. Les acteurs de l'industrie tels qu'Evonik et Invibio Biomaterial Solutions ont suivi de près les habitudes des acheteurs et leur sensibilisation à l'utilisation du PEEK. Cela dit, ces sociétés ont lancé des formes de produits PEEK de nouvelle génération destinées à des applications ciblées dans les segments dentaire, orthopédique, rachidien, crânien et cardiovasculaire. Les économies développées, notamment les États-Unis, l’Allemagne, le Royaume-Uni, la France et le Japon, devraient rester les principaux marchés nationaux pour le PEEK en raison du fort taux d’adoption de matériaux d’ingénierie avancés dans leurs secteurs nationaux de la santé. Cependant, le segment croissant des soins de santé dans les économies émergentes telles que la Chine, l’Inde, Taiwan et le Vietnam, grâce aux politiques gouvernementales de soutien, devrait ouvrir de nouvelles voies aux fabricants de PEEK pour investir dans de nouvelles zones géographiques.
