Comment les lasers ultrarapides permettent-ils le traitement de précision des équipements médicaux ?

La pandémie de COVID-19 a entraîné une forte hausse de la demande en soins médicaux, médicaments et fournitures médicales. La demande de masques, d'antipyrétiques, de réactifs de détection d'antigènes, d'oxymètres, de films pour scanner et autres médicaments et équipements médicaux connexes devrait se maintenir. La vie est précieuse et les gens sont prêts à dépenser sans compter pour se faire soigner, ce qui a créé un marché médical pesant des centaines de millions.

Un laser ultrarapide permet un traitement de précision des dispositifs médicaux

Un laser ultrarapide est un laser pulsé dont la durée d'impulsion est inférieure ou égale à 10⁻¹² picosecondes. La très courte durée d'impulsion et la haute densité d'énergie de ce type de laser permettent de surmonter les limitations des procédés de fabrication conventionnels, notamment en matière de précision (haute, fine, netteté, dureté et complexité). Les lasers ultrarapides trouvent de nombreuses applications dans l'usinage de précision, notamment dans les secteurs biomédical, aérospatial et autres.

La principale difficulté du soudage laser médical réside dans l'assemblage de matériaux dissemblables, en raison de leurs différences de points de fusion, de coefficients de dilatation, de conductivité thermique, de capacité thermique massique et de structure. Le produit se caractérise par sa petite taille, des exigences de haute précision et nécessite un système d'optique à fort grossissement.

Le principal inconvénient de la découpe laser médicale réside dans la difficulté à découper des matériaux ultra-minces (épaisseur < 0,2 mm). Ces matériaux se déforment facilement, la zone d'action thermique est trop importante et les bords se carbonisent fortement. On observe alors des bavures, un écart de coupe important et une faible précision. Le point de fusion thermique des matériaux biodégradables est bas et sensible à la température. La découpe de matériaux fragiles est sujette à l'écaillage, à la formation de microfissures en surface et à des problèmes de contraintes résiduelles, ce qui explique le faible rendement des produits finis.

Dans l'industrie de la transformation des matériaux, le laser ultrarapide permet d'atteindre une haute précision et une zone affectée thermiquement extrêmement réduite, ce qui le rend particulièrement avantageux pour le traitement de matériaux thermosensibles, notamment pour la découpe, le perçage, l'enlèvement de matière et la photolithographie. Il convient également au traitement de matériaux transparents fragiles, de matériaux ultradurs et de métaux précieux. Pour certaines applications médicales, comme la fabrication de microscalpers, de pinces et de filtres microporeux, la découpe de précision par laser ultrarapide est possible. La découpe du verre par laser ultrarapide peut être appliquée aux plaques de verre, aux lentilles et au verre microporeux utilisé dans certains instruments médicaux.

Le rôle des dispositifs interventionnels et mini-invasifs dans l'accélération des traitements, la réduction des souffrances des patients et la promotion de la guérison est primordial. Cependant, la fabrication de ces instruments et de leurs composants par les techniques traditionnelles devient de plus en plus complexe. Outre leur taille réduite leur permettant de traverser des tissus délicats comme les vaisseaux sanguins, de réaliser des interventions complexes et de répondre aux exigences de sécurité et de qualité, ces dispositifs se caractérisent par une structure complexe, des parois fines, des fixations répétées, des exigences extrêmement élevées en matière de qualité de surface et un besoin important d'automatisation. Le stent cardiaque, par exemple, est un dispositif typique qui exige une précision de fabrication extrêmement élevée et dont le coût a longtemps été prohibitif.

En raison de la très faible épaisseur des parois des stents cardiaques, le traitement laser est de plus en plus utilisé en remplacement de la découpe mécanique conventionnelle. Bien que devenu la méthode de choix, le traitement laser classique par ablation peut engendrer divers problèmes tels que des bavures, des largeurs de rainures irrégulières, une ablation superficielle importante et des largeurs de nervures irrégulières. Heureusement, l'apparition des lasers picoseconde et femtoseconde a considérablement amélioré le traitement des stents cardiaques et permis d'obtenir d'excellents résultats.

Application du laser ultrarapide en cosmétologie médicale

L'intégration harmonieuse des technologies laser et des services médicaux est un moteur de progrès constant dans l'industrie des dispositifs médicaux. La technologie laser ultrarapide est largement utilisée dans des domaines techniques de pointe tels que les dispositifs médicaux, les services de santé, les produits biopharmaceutiques et les médicaments, où elle joue un rôle essentiel. De plus, les lasers ultrarapides sont de plus en plus employés directement en médecine humaine pour améliorer la qualité de vie des patients. En termes d'applications, les lasers ultrarapides sont appelés à jouer un rôle prépondérant en biomédecine, notamment dans des domaines tels que la chirurgie ophtalmique et les traitements esthétiques au laser comme le rajeunissement cutané, le détatouage et l'épilation.

La technologie laser est utilisée depuis longtemps en médecine esthétique et en chirurgie. Auparavant, le laser excimer était couramment employé pour la chirurgie de la myopie, tandis que le laser CO2 fractionné était privilégié pour l'élimination des taches de rousseur. Cependant, l'avènement des lasers ultrarapides a rapidement transformé le domaine. La chirurgie au laser femtoseconde est devenue la méthode de référence pour le traitement de la myopie parmi les nombreuses interventions correctives et offre plusieurs avantages par rapport à la chirurgie au laser excimer traditionnelle : une grande précision chirurgicale, un inconfort minimal et d'excellents résultats visuels postopératoires.

De plus, les lasers ultrarapides sont utilisés pour éliminer les pigments, les grains de beauté naturels et les tatouages, atténuer les signes du vieillissement cutané et favoriser le rajeunissement de la peau. Les perspectives d'avenir des lasers ultrarapides dans le domaine médical sont prometteuses, notamment en chirurgie clinique et en chirurgie mini-invasive. L'utilisation de lames laser pour l'ablation précise des cellules et tissus nécrosés et nocifs, difficiles à retirer manuellement au bistouri, n'est qu'un exemple du potentiel de cette technologie.

TEYU refroidisseur laser ultrarapide La série CWUP offre une précision de contrôle de la température de ±0,1 °C et une puissance de refroidissement de 800 W à 3 200 W. Elle permet de refroidir les lasers médicaux ultrarapides de 10 W à 40 W, d’améliorer l’efficacité des équipements, d’allonger leur durée de vie et de favoriser l’application des lasers ultrarapides dans le domaine médical.

Conclusion

L'application commerciale des lasers ultrarapides dans le domaine médical ne fait que commencer et recèle un immense potentiel de développement.