Wie ermöglicht ein ultraschneller Laser die Präzisionsbearbeitung medizinischer Geräte?

Die COVID-19-Pandemie hat zu einem sprunghaft gestiegenen Bedarf an medizinischer Behandlung, Medikamenten und medizinischem Bedarf geführt. Die Nachfrage nach Masken, Antipyretika, Reagenzien zur Antigenerkennung, Oximetern, CT-Filmen und anderen entsprechenden Medikamenten und medizinischen Geräten wird voraussichtlich anhalten. Das Leben ist von unschätzbarem Wert und die Menschen sind bereit, vorbehaltlos Geld für medizinische Behandlung auszugeben. Dadurch ist ein medizinischer Markt im Wert von Hunderten Millionen entstanden.

Ultraschneller Laser ermöglicht Präzisionsbearbeitung medizinischer Geräte

Als Ultrafast-Laser bezeichnet man Pulslaser, deren Ausgangspulsbreite 10⁻¹² beträgt. oder weniger als eine Pikosekunde. Die extrem schmale Pulsbreite und die hohe Energiedichte des Ultrakurzpulslasers ermöglichen die Lösung herkömmlicher Verarbeitungsengpässe, wie etwa hochqualitative, feine, scharfe, harte und schwierige Verarbeitungsmethoden, die schwer zu erreichen sind. Ultraschnelle Laser werden häufig zur Präzisionsbearbeitung in der Biomedizin, der Luft- und Raumfahrt und anderen Branchen eingesetzt.

Die Schwachstelle beim Medizin- und Laserschweißen liegt vor allem in der Schwierigkeit des Schweißens unterschiedlicher Materialien sowie in den Unterschieden bei Schmelzpunkten, Ausdehnungskoeffizienten, Wärmeleitfähigkeit, spezifischer Wärmekapazität und Materialstrukturen unterschiedlicher Materialien. Das Produkt weist eine kleine, feine Größe auf, stellt hohe Anforderungen an die Präzision und erfordert eine zusätzliche starke Vergrößerung.

Der Schmerzpunkt des medizinischen + Laserschneidens besteht hauptsächlich darin, dass beim Schneiden von ultradünnen Materialien (allgemein als Dicke bezeichnet) <0,2 mm), das Material verformt sich leicht, die Wärmeeinwirkungszone ist zu groß und die Kanten verkohlen stark; es gibt Grate, große Schnittspalte und die Präzision ist gering; der thermische Schmelzpunkt von biologisch abbaubaren Materialien ist niedrig und temperaturempfindlich. Beim Schneiden spröder Materialien kommt es häufig zu Absplitterungen, Oberflächen mit Mikrorissen und Problemen mit Eigenspannungen, sodass die Ausbeute an fertigen Produkten gering ist.

In der Materialverarbeitungsindustrie können mit Ultrakurzpulslasern hohe Präzision und eine äußerst kleine Wärmeeinflusszone erreicht werden, was sie bei der Verarbeitung einiger wärmeempfindlicher Materialien, wie etwa beim Schneiden, Bohren, Materialabtrag, in der Fotolithografie usw., vorteilhaft macht. Es eignet sich auch für die Bearbeitung von spröden transparenten Werkstoffen, superharten Werkstoffen, Edelmetallen usw. Für einige medizinische Anwendungen wie Mikroskalpelle, Pinzetten und mikroporöse Filter sind ultraschnelle Präzisionsschnitte per Laser möglich. Das ultraschnelle Laserschneiden von Glas kann auf Glasplatten, Linsen und mikroporöses Glas angewendet werden, das in einigen medizinischen Instrumenten verwendet wird.

Die Rolle interventioneller und minimalinvasiver Geräte bei der Beschleunigung der Behandlung, der Verringerung des Leidens der Patienten und der Förderung der Heilung kann nicht unterschätzt werden. Allerdings wird es zunehmend schwieriger, diese Instrumente und Teile mit herkömmlichen Techniken zu bearbeiten. Diese Art von Geräten ist nicht nur klein genug, um durch empfindliche Gewebe wie menschliche Blutgefäße zu gelangen, komplexe Verfahren durchzuführen und Sicherheits- und Qualitätsanforderungen zu erfüllen, sie zeichnen sich auch durch eine komplexe Struktur, dünne Wände, wiederholtes Klemmen, extrem hohe Anforderungen an die Oberflächenqualität und einen hohen Automatisierungsbedarf aus. Ein typischer Fall ist der Herzstent, der eine extrem hohe Verarbeitungspräzision erfordert und lange Zeit teuer war.

Aufgrund der extrem dünnen Wandstärke der Herzstents wird die Laserbearbeitung zunehmend als Ersatz für das herkömmliche mechanische Schneiden eingesetzt. Die Laserbearbeitung hat sich zum bevorzugten Verfahren entwickelt, doch die herkömmliche Laserbearbeitung durch Ablationsschmelzen kann zu einer Reihe von Problemen führen, beispielsweise zu Graten, ungleichmäßigen Rillenbreiten, starker Oberflächenablation und ungleichmäßigen Rippenbreiten. Glücklicherweise hat die Entwicklung von Pikosekunden- und Femtosekundenlasern die Behandlung von Herzstents erheblich verbessert und hervorragende Ergebnisse erzielt.

Anwendung von Ultrafast-Lasern in der medizinischen Kosmetologie

Die nahtlose Integration von Lasertechnologie und medizinischen Dienstleistungen treibt den kontinuierlichen Fortschritt in der Medizingerätebranche voran. Die ultraschnelle Lasertechnologie wird in hochtechnologischen Bereichen wie der Medizintechnik, der medizinischen Versorgung, der Biopharmazie und der Arzneimittelherstellung umfassend eingesetzt und spielt dort eine zentrale Rolle. Darüber hinaus werden ultraschnelle Laser zunehmend direkt im Bereich der Humanmedizin eingesetzt, um das Leben der Patienten zu verbessern  Was die Anwendungsgebiete betrifft, werden ultraschnelle Laser eine Vorreiterrolle in der Biomedizin einnehmen, unter anderem in der Augenchirurgie und bei Schönheitsbehandlungen mit Laser, etwa zur Hautverjüngung sowie zur Tattooentfernung und Haarentfernung.

In der medizinischen Kosmetik und Chirurgie wird die Lasertechnologie schon seit langem breit eingesetzt. In der Vergangenheit wurde bei Operationen bei Kurzsichtigkeit häufig die Excimer-Laser-Technologie eingesetzt, während für die Entfernung von Sommersprossen der fraktionierte CO2-Laser bevorzugt wurde. Mit der Einführung ultraschneller Laser hat sich dieses Feld jedoch rasant verändert. Die Femtosekundenlaserchirurgie hat sich unter vielen Korrekturoperationen zur Behandlung von Myopie als gängige Methode etabliert und bietet im Vergleich zur traditionellen Excimerlaserchirurgie mehrere Vorteile, darunter eine hohe chirurgische Präzision, minimale Beschwerden und hervorragende postoperative Seheffekte.

Darüber hinaus werden ultraschnelle Laser verwendet, um Pigmente, Muttermale und Tätowierungen zu entfernen, die Hautalterung zu verbessern und die Hautverjüngung aufrechtzuerhalten. Die Zukunftsaussichten ultraschneller Laser im medizinischen Bereich sind vielversprechend, insbesondere in der klinischen Chirurgie und der minimalinvasiven Chirurgie. Der Einsatz von Lasermessern zur präzisen Entfernung abgestorbener und schädlicher Zellen und Gewebe, die manuell mit einem Messer nur schwer entfernt werden können, ist nur ein Beispiel für das Potenzial dieser Technologie.

TEYU Ultraschneller Laserkühler Die CWUP-Serie hat eine Temperaturregelgenauigkeit von ±0,1 °C und eine Kühlleistung von 800 W – 3200 W. Es kann zum Kühlen von medizinischen Ultrakurzpulslasern mit 10–40 W verwendet werden, verbessert die Geräteeffizienz, verlängert die Gerätelebensdauer und fördert die Anwendung von Ultrakurzpulslasern im medizinischen Bereich.

Abschluss

Die Marktanwendung von Ultrakurzpulslasern im medizinischen Bereich steht erst am Anfang und birgt ein enormes Potenzial für die weitere Entwicklung.