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 свързани лекарства и медицинско оборудване вероятно ще продължи. Животът е безценен и хората са готови безрезервно да харчат пари за медицинско лечение, което е създало медицински пазар на стойност стотици милиони.

Ултрабързият лазер реализира прецизна обработка на медицински изделия

Ултрабързият лазер се отнася до импулсния лазер, чиято ширина на изходния импулс е 10⁻¹² или по-малко от пикосекунда. Изключително тясната ширина на импулса и високата енергийна плътност на ултрабързия лазер позволяват решаването на конвенционални пречки при обработката, 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 отличава с малък фин размер, високи изисквания за прецизност и изисква спомагателно зрение с голямо увеличение.

Проблемът на медицинското + лазерно рязане е главно в това, че при рязането на ултратънки материали (обикновено наричани дебеломерни <0,2 мм), материалът лесно се деформира, зоната на топлинно въздействие е твърде голяма и ръбовете са силно карбонизирани; 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 остатъчно 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, засегната от топлина, 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 пациента и насърчаване на оздравяването не може да бъде подценявана. Въпреки това, обработката на тези инструменти и части с традиционни техники става все по-трудна. 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 дълго време е скъп.

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 в индустрията за медицински изделия. Ултрабързата лазерна технология е широко използвана 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 областта 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 широко 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 поддържане на подмладяването на кожата. 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 ултрабърз лазерен охладител 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.