Как ултрабързият лазер реализира прецизната обработка на медицинско оборудване?

Пандемията от COVID-19 доведе до рязко увеличение на търсенето на медицинско лечение, лекарства и медицински консумативи. Търсенето на маски, антипиретици, реактиви за откриване на антигени, оксиметри, КТ филми и други подобни лекарства и медицинско оборудване вероятно ще продължи. Животът е безценен и хората са готови безрезервно да харчат пари за медицинско лечение, което създаде медицински пазар на стойност стотици милиони.

Ултрабързият лазер реализира прецизна обработка на медицински изделия

Ултрабързият лазер се отнася до импулсен лазер, чиято ширина на изходния импулс е 10⁻¹² или по-малка от пикосекунда. Изключително тясната ширина на импулса и високата енергийна плътност на ултрабързия лазер позволяват решаването на конвенционални технологични проблеми, като например високи, фини, остри, твърди и трудни методи за обработка, които са трудно постижими. Ултрабързите лазери са широко приложими за прецизна обработка в биомедицинската, аерокосмическата и други индустрии.

Проблемът при медицинското + лазерно заваряване се състои главно в трудността при заваряване на различни материали, разликите в точките на топене, коефициентите на разширение, топлопроводимостта, специфичния топлинен капацитет и материалните структури на различни материали. Продуктът се характеризира с малък фин размер, високи изисквания за прецизност и изисква спомагателно зрение с голямо увеличение.

Проблемът при медицинското + лазерно рязане е, че при рязане на ултратънки материали (обикновено наричани с дебелина <0,2 мм) материалът лесно се деформира, зоната на топлинно въздействие е твърде голяма и ръбовете се карбонизират сериозно; има грапавини, голяма празнина при рязане и ниска прецизност; точката на топене на биоразградимите материали е ниска и чувствителна към температурата. Рязането на крехки материали е склонно към нащърбване, повърхност с микропукнатини и проблеми с остатъчното напрежение, така че процентът на добив на готови продукти е нисък.

В индустрията за обработка на материали, ултрабързият лазер може да постигне висока прецизност и изключително малка зона на топлинно въздействие, което го прави предимство при обработката на някои термочувствителни материали, като рязане, пробиване, отстраняване на материал, фотолитография и др. Подходящ е и за обработка на крехки прозрачни материали, свръхтвърди материали, благородни метали и др. За някои медицински приложения, като микроскалпели, пинсети и микропорести филтри, може да се постигне ултрабързо лазерно прецизно рязане. Ултрабързото лазерно рязане на стъкло може да се прилага върху стъклени листове, лещи и микропоресто стъкло, използвани в някои медицински инструменти.

Ролята на интервенционните и минимално инвазивните устройства за ускоряване на лечението, намаляване на страданието на пациентите и насърчаване на заздравяването не може да бъде подценявана. Въпреки това, става все по-трудно тези инструменти и части да се обработват с традиционни техники. Освен че са достатъчно малки, за да преминават през деликатни тъкани като човешки кръвоносни съдове, да извършват сложни процедури и да отговарят на изискванията за безопасност и качество, общите характеристики на този тип устройства са сложна структура, тънки стени, многократно затягане, изключително високи изисквания към качеството на повърхността и високото търсене на автоматизация. Типичен случай е сърдечният стент, който е с изключително висока прецизност на обработка и е скъп от дълго време.

Поради изключително тънките стени на сърдечните стентове, лазерната обработка се прилага все по-често, за да замени конвенционалното механично рязане. Лазерната обработка се е превърнала в предпочитан метод, но обикновената лазерна обработка чрез аблационно топене може да доведе до редица проблеми, като например грапавини, неравномерна ширина на каналите, сериозна повърхностна аблация и неравномерна ширина на ребрата. За щастие, появата на пикосекундни и фемтосекундни лазери значително подобри обработката на сърдечни стентове и постигна отлични резултати.

Приложение на ултрабърз лазер в медицинската козметология

Безпроблемната интеграция на лазерните технологии и медицинските услуги е движеща сила за непрекъснатия напредък в индустрията за медицински изделия. Ултрабързата лазерна технология се използва широко във високотехнологични области като медицински изделия, медицински услуги, биофармацевтични продукти и лекарства, играейки ключова роля. Освен това, ултрабързите лазери все по-често се използват директно в сферата на хуманната медицина за подобряване на живота на пациентите. По отношение на областите на приложение, ултрабързите лазери са готови да заемат водеща позиция в биомедицината, включително в области като офталмологична хирургия, лазерни козметични процедури като подмладяване на кожата, премахване на татуировки и обезкосмяване.

Лазерната технология се използва широко в медицинската козметология и хирургия от дълго време. В миналото ексимерната лазерна технология е била често използвана за очна хирургия на миопия, докато CO2 фракционният лазер е бил предпочитан за премахване на лунички. Появата на ултрабързи лазери обаче бързо трансформира областта. Фемтосекундната лазерна хирургия се е превърнала в основен метод за лечение на миопия сред многото коригиращи операции и предлага няколко предимства пред традиционната ексимерна лазерна хирургия, включително висока хирургическа точност, минимален дискомфорт и отлични следоперативни визуални ефекти.

Освен това, ултрабързите лазери се използват за премахване на пигменти, местни бенки и татуировки, за подобряване на стареенето на кожата и за поддържане на подмладяването ѝ. Бъдещите перспективи на ултрабързите лазери в медицинската област са обещаващи, особено в клиничната хирургия и минимално инвазивната хирургия. Използването на лазерни ножове за прецизно отстраняване на некротични и вредни клетки и тъкани, които е трудно да се отстранят ръчно с нож, е само един пример за потенциала на технологията.

TEYU Ултрабързият лазерен охладител от серията CWUP има точност на контрол на температурата от ±0,1°C и охлаждащ капацитет от 800W-3200W. Може да се използва за охлаждане на медицински ултрабързи лазери с мощност 10W-40W, подобряване на ефективността на оборудването, удължаване на живота му и насърчаване на приложението на ултрабързи лазери в медицинската област.

Заключение

Пазарното приложение на ултрабързите лазери в медицинската област тепърва започва и има огромен потенциал за по-нататъшно развитие.