Jak ultrarychlý laser realizuje přesné zpracování lékařských zařízení?

Pandemie COVID-19 vedla k prudkému nárůstu poptávky po lékařské péči, lécích a zdravotnickém materiálu. Poptávka po rouškách, antipyretikách, činidlech pro detekci antigenů, oxymetrech, CT filmech a dalších souvisejících lécích a zdravotnickém vybavení bude pravděpodobně pokračovat. Život je k nezaplacení a lidé jsou ochotni bezvýhradně utrácet peníze za lékařské ošetření, což vytvořilo trh s lékařskými produkty v hodnotě stovek milionů.

Ultrarychlý laser realizuje přesné zpracování zdravotnických prostředků

Ultrarychlý laser označuje pulzní laser, jehož šířka výstupního pulzu je 10⁻¹² nebo méně než pikosekundová úroveň. Extrémně úzká šířka pulzu a vysoká hustota energie ultrarychlého laseru umožňují řešit konvenční úzká místa v procesech, jako jsou vysoce jemné, ostré, tvrdé a obtížné metody zpracování, kterých je obtížné dosáhnout. Ultrarychlé lasery jsou široce použitelné pro přesné zpracování v biomedicínském, leteckém a dalších průmyslových odvětvích.

Problém lékařského a laserového svařování spočívá především v obtížnosti svařování různých materiálů, v rozdílech v bodech tání, koeficientech roztažnosti, tepelné vodivosti, měrné tepelné kapacitě a materiálových strukturách různých materiálů. Produkt se vyznačuje malými rozměry, vysokými požadavky na přesnost a vyžaduje pomocné vidění s vysokým zvětšením.

Problém lékařského a laserového řezání spočívá především v tom, že při řezání ultratenkých materiálů (běžně označovaných jako tloušťkoměry) <0,2 mm), materiál se snadno deformuje, zóna tepelného účinku je příliš velká a hrany jsou silně karbonizované; Vyskytují se otřepy, velká řezná mezera a nízká přesnost; Teplota tání biologicky odbouratelných materiálů je nízká a citlivá na teplotu. Řezání křehkých materiálů je náchylné k odštípnutí, povrchům s mikrotrhlinami a problémům se zbytkovým napětím, takže míra výtěžnosti hotových výrobků je nízká.

V průmyslu zpracování materiálů může ultrarychlý laser dosáhnout vysoké přesnosti a extrémně malé tepelně ovlivněné zóny, což ho činí výhodným při zpracování některých tepelně citlivých materiálů, jako je řezání, vrtání, odstraňování materiálu, fotolitografie atd. Je také vhodný pro zpracování křehkých průhledných materiálů, supertvrdých materiálů, drahých kovů atd. Pro některé lékařské aplikace, jako jsou mikroskalpely, pinzety a mikroporézní filtry, lze dosáhnout ultrarychlého laserového přesného řezání. Ultrarychlé laserové řezání skla lze aplikovat na skleněné tabule, čočky a mikroporézní sklo používané v některých lékařských nástrojích.

Nelze podceňovat roli intervenčních a minimálně invazivních zařízení v urychlení léčby, zmírnění utrpení pacientů a podpoře hojení. Zpracování těchto nástrojů a součástí tradičními technikami je však stále obtížnější. Kromě toho, že je tento typ zařízení dostatečně malý na to, aby procházel jemnými tkáněmi, jako jsou lidské cévy, prováděl složité postupy a splňoval požadavky na bezpečnost a kvalitu, jsou jeho společnými charakteristikami složitá konstrukce, tenké stěny, opakované upínání, extrémně vysoké požadavky na kvalitu povrchu a vysoké nároky na automatizaci. Typickým případem je srdeční stent, který se vyznačuje extrémně vysokou přesností zpracování a byl dlouhou dobu drahý.

Vzhledem k extrémně tenkým stěnám srdečních stentů se laserové zpracování stále častěji používá jako náhrada za konvenční mechanické řezání. Laserové zpracování se stalo preferovanou metodou, ale běžné laserové zpracování ablačním tavením může vést k řadě problémů, jako jsou otřepy, nerovnoměrná šířka drážek, závažná ablace povrchu a nerovnoměrná šířka žeber. Naštěstí se díky vzniku pikosekundových a femtosekundových laserů zpracování srdečních stentů výrazně zlepšilo a dosáhlo se vynikajících výsledků.

Aplikace ultrarychlého laseru v lékařské kosmetologii

Bezproblémová integrace laserové technologie a lékařských služeb je hnací silou neustálého pokroku v odvětví zdravotnických prostředků. Ultrarychlá laserová technologie se hojně využívá ve špičkových technických oblastech, jako jsou zdravotnické prostředky, lékařské služby, biofarmaceutika a léky, a hraje v ní klíčovou roli. Navíc se ultrarychlé lasery stále častěji používají přímo v oblasti humánní medicíny ke zlepšení života pacientů.  Pokud jde o oblasti použití, ultrarychlé lasery mají v biomedicíně před sebou průkopnické pozice, a to i v oblastech, jako je oční chirurgie, laserové kosmetické ošetření, jako je omlazení pleti, odstraňování tetování a odstraňování chloupků.

Laserová technologie se v lékařské kosmetologii a chirurgii široce používá již dlouhou dobu. V minulosti se pro operace krátkozrakosti běžně používala excimerová laserová technologie, zatímco pro odstraňování pih byl preferován frakční CO2 laser. Vznik ultrarychlých laserů však tento obor rychle změnil. Femtosekundová laserová chirurgie se stala hlavní metodou léčby krátkozrakosti mezi mnoha korektivními operacemi a nabízí oproti tradiční excimerové laserové chirurgii několik výhod, včetně vysoké chirurgické přesnosti, minimálního diskomfortu a vynikajících pooperačních vizuálních efektů.

Ultrarychlé lasery se navíc používají k odstraňování pigmentů, původních mateřských znamének a tetování, ke zpomalení stárnutí pleti a k udržení omlazení pleti. Budoucí vyhlídky ultrarychlých laserů v lékařské oblasti jsou slibné, zejména v klinické chirurgii a minimálně invazivní chirurgii. Použití laserových nožů k přesnému odstraňování nekrotických a škodlivých buněk a tkání, které je obtížné ručně odstranit nožem, je jen jedním z příkladů potenciálu této technologie.

TEYU ultrarychlý laserový chladič Řada CWUP má přesnost regulace teploty ±0,1 °C a chladicí kapacitu 800 W–3200 W. Lze jej použít k chlazení lékařských ultrarychlých laserů o výkonu 10 W až 40 W, ke zlepšení účinnosti zařízení, prodloužení životnosti zařízení a k podpoře aplikace ultrarychlých laserů v lékařské oblasti.

Závěr

Tržní aplikace ultrarychlých laserů v lékařské oblasti teprve začíná a má obrovský potenciál pro další rozvoj.