Wie ermöglicht ein ultraschneller Laser die Präzisionsbearbeitung medizinischer Geräte?

Die COVID-19-Pandemie hat zu einem sprunghaften Anstieg der Nachfrage nach medizinischer Behandlung, Medikamenten und medizinischem Bedarf geführt. Die Nachfrage nach Masken, Antipyretika, Antigen-Nachweisreagenzien, Oximetern, CT-Filmen und anderen damit verbundenen Medikamenten und medizinischer Ausrüstung wird voraussichtlich anhalten. Das Leben ist unbezahlbar, und die Menschen sind bereit, vorbehaltlos Geld für medizinische Behandlungen auszugeben. Dadurch ist ein medizinischer Markt im Wert von Hunderten von Millionen entstanden.

Ultraschneller Laser ermöglicht Präzisionsbearbeitung medizinischer Geräte

Ultrakurzpulslaser sind gepulste Laser mit einer Ausgangspulsbreite von 10⁻¹² oder weniger als einer Pikosekunde. Die extrem schmale Pulsbreite und die hohe Energiedichte von Ultrakurzpulslasern ermöglichen die Lösung konventioneller Verarbeitungsengpässe wie z. B. hohe, feine, scharfe, harte und schwierige Bearbeitungsmethoden, die schwer zu erreichen sind. Ultrakurzpulslaser finden breite Anwendung in der Präzisionsbearbeitung in der Biomedizin, der Luft- und Raumfahrt und anderen Branchen.

Der Schwachpunkt beim medizinischen Laserschweißen liegt hauptsächlich in der Schwierigkeit, unterschiedliche Materialien zu verschweißen, sowie in den Unterschieden bei Schmelzpunkten, Ausdehnungskoeffizienten, Wärmeleitfähigkeit, spezifischer Wärmekapazität und Materialstrukturen unterschiedlicher Materialien. Das Produkt weist eine geringe Größe auf, stellt hohe Präzisionsanforderungen und erfordert eine zusätzliche stark vergrößernde Sicht.

Die Schwachstelle beim Laserschneiden in der Medizintechnik besteht hauptsächlich darin, dass sich das Material beim Schneiden ultradünner Materialien (üblicherweise < 0,2 mm) leicht verformt, die Wärmeeinwirkungszone zu groß ist und die Kanten stark verkohlen. Es entstehen Grate, große Schnittspalte und die Präzision ist gering. Biologisch abbaubare Materialien haben einen niedrigen Schmelzpunkt und sind temperaturempfindlich. Beim Schneiden spröder Materialien kommt es häufig zu Absplitterungen, Mikrorissen an der Oberfläche und Eigenspannungen, wodurch die Ausbeute an fertigen Produkten gering ist.

In der Materialbearbeitungsindustrie können Ultrakurzpulslaser hohe Präzision und eine extrem kleine Wärmeeinflusszone erreichen, was sie für die Bearbeitung wärmeempfindlicher Materialien wie Schneiden, Bohren, Materialabtrag und Fotolithografie vorteilhaft macht. Sie eignen sich auch für die Bearbeitung spröder transparenter Materialien, superharter Materialien, Edelmetalle usw. Auch für medizinische Anwendungen wie Mikroskalpelle, Pinzetten und mikroporöse Filter ist das Ultrakurzpulslaser-Präzisionsschneiden möglich. Ultrakurzpulslaser-Glasschneiden kann für Glasplatten, Linsen und mikroporöses Glas verwendet werden, das in medizinischen Instrumenten verwendet wird.

Die Rolle interventioneller und minimalinvasiver Geräte bei der Beschleunigung von Behandlungen, der Linderung von Patientenleiden und der Förderung der Heilung ist nicht zu unterschätzen. Allerdings wird es zunehmend schwieriger, diese Instrumente und Teile mit herkömmlichen Techniken zu verarbeiten. Neben der Tatsache, dass sie klein genug sind, um durch empfindliches Gewebe wie menschliche Blutgefäße zu passen, komplexe Eingriffe durchzuführen und Sicherheits- und Qualitätsanforderungen zu erfüllen, zeichnen sich diese Gerätetypen durch eine komplexe Struktur, dünne Wände, wiederholtes Klemmen, extrem hohe Anforderungen an die Oberflächenqualität und einen hohen Automatisierungsbedarf aus. Ein typisches Beispiel hierfür ist der Herzstent, der eine extrem hohe Verarbeitungspräzision erfordert und lange Zeit teuer war.

Aufgrund der extrem dünnen Wandstärke von Herzstents wird die Laserbearbeitung zunehmend anstelle des herkömmlichen mechanischen Schneidens eingesetzt. Die Laserbearbeitung hat sich als bevorzugte Methode etabliert, doch die herkömmliche Laserbearbeitung durch Ablationsschmelzen kann zu einer Reihe von Problemen führen, wie z. B. Graten, ungleichmäßigen Rillenbreiten, starker Oberflächenablation und ungleichmäßigen Rippenbreiten. Glücklicherweise hat die Entwicklung von Pikosekunden- und Femtosekundenlasern die Bearbeitung von Herzstents deutlich verbessert und hervorragende Ergebnisse erzielt.

Anwendung von Ultrafast Laser in der medizinischen Kosmetologie

Die nahtlose Integration von Lasertechnologie und medizinischen Dienstleistungen treibt den kontinuierlichen Fortschritt in der Medizintechnikbranche voran. Ultrakurzpulslasertechnologie wird in hochtechnologischen Bereichen wie Medizintechnik, medizinischen Dienstleistungen, Biopharmazeutika und Arzneimitteln umfassend eingesetzt und spielt eine zentrale Rolle. Darüber hinaus werden Ultrakurzpulslaser zunehmend direkt in der Humanmedizin eingesetzt, um das Leben von Patienten zu verbessern. Ultrakurzpulslaser werden in der Biomedizin eine Vorreiterrolle einnehmen, unter anderem in der Augenchirurgie, bei Laser-Schönheitsbehandlungen wie Hautverjüngung, Tattooentfernung und Haarentfernung.

Lasertechnologie wird in der medizinischen Kosmetik und Chirurgie seit langem eingesetzt. Früher wurde die Excimer-Laser-Technologie häufig für Myopie-Operationen eingesetzt, während für die Entfernung von Sommersprossen der fraktionierte CO2-Laser bevorzugt wurde. Das Aufkommen ultraschneller Laser hat dieses Feld jedoch rasant verändert. Die Femtosekundenlaser-Chirurgie hat sich neben vielen anderen Korrekturoperationen zur gängigen Methode zur Behandlung von Myopie entwickelt und bietet gegenüber der herkömmlichen Excimer-Laser-Chirurgie mehrere Vorteile, darunter hohe chirurgische Präzision, minimale Beschwerden und hervorragende postoperative Seheffekte.

Darüber hinaus werden Ultrakurzpulslaser zur Entfernung von Pigmenten, Muttermalen und Tätowierungen, zur Verbesserung der Hautalterung und zur Erhaltung der Hautverjüngung eingesetzt. Die Zukunftsaussichten von Ultrakurzpulslasern im medizinischen Bereich sind vielversprechend, insbesondere in der klinischen Chirurgie und der minimalinvasiven Chirurgie. Der Einsatz von Lasermessern zur präzisen Entfernung nekrotischer und schädlicher Zellen und Gewebe, die manuell mit einem Messer nur schwer zu entfernen sind, ist nur ein Beispiel für das Potenzial dieser Technologie.

TEYU Ultraschneller Laser Kühler Die CWUP-Serie verfügt über eine Temperaturregelgenauigkeit von ±0,1 °C und eine Kühlleistung von 800 W bis 3200 W. Er kann zum Kühlen von medizinischen Ultraschnelllasern mit 10 W bis 40 W verwendet werden, verbessert die Geräteeffizienz, verlängert die Gerätelebensdauer und fördert die Anwendung von Ultraschnelllasern im medizinischen Bereich.

Abschluss

Die Marktanwendung ultraschneller Laser im medizinischen Bereich steht noch ganz am Anfang und birgt ein enormes Potenzial für die weitere Entwicklung.