Hoe realiseert ultrakorte laser de precisieverwerking van medische apparatuur?

De COVID-19-pandemie heeft geleid tot een sterke stijging van de vraag naar medische behandelingen, medicijnen en medische benodigdheden. De vraag naar maskers, koortsverlagende middelen, antigeendetectiereagentia, oximeters, CT-scans en andere gerelateerde medicijnen en medische apparatuur zal waarschijnlijk aanhouden. Het leven is onbetaalbaar en mensen zijn bereid om onvoorwaardelijk geld uit te geven aan medische behandelingen, wat heeft geleid tot een medische markt die honderden miljoenen waard is.

Ultrasnelle laser realiseert nauwkeurige verwerking van medische apparatuur

Ultrasnelle lasers verwijzen naar de pulslaser waarvan de uitgangspulsbreedte 10⁻¹² of minder dan een picoseconde bedraagt. De extreem smalle pulsbreedte en hoge energiedichtheid van ultrasnelle lasers maken het mogelijk om conventionele verwerkingsknelpunten op te lossen, zoals hoge, fijne, scherpe, harde en moeilijke verwerkingsmethoden die moeilijk te bereiken zijn. Ultrasnelle lasers zijn breed toepasbaar voor precisieverwerking in de biomedische, lucht- en ruimtevaart- en andere industrieën.

Het pijnpunt van medisch + laserlassen ligt voornamelijk in de moeilijkheid om verschillende materialen te lassen, met verschillen in smeltpunten, uitzettingscoëfficiënten, thermische geleidbaarheid, soortelijke warmtecapaciteit en materiaalstructuren van verschillende materialen. Het product heeft een kleine fijne afmeting, hoge precisie-eisen en vereist een extra sterk vergrotend gezichtsvermogen.

Het pijnpunt van medisch + lasersnijden is voornamelijk dat bij het snijden van ultradunne materialen (meestal aangeduid als dikte <0,2 mm) het materiaal gemakkelijk vervormt, de hitte-effectzone te groot is en de randen ernstig verkoold raken; er bramen ontstaan, de snijspleet groot is en de nauwkeurigheid laag is; het thermische smeltpunt van biologisch afbreekbare materialen laag is en temperatuurgevoelig. Het snijden van brosse materialen is gevoelig voor afbrokkeling, microscheurtjes op het oppervlak en restspanningsproblemen, waardoor de opbrengst van het eindproduct laag is.

In de materiaalverwerkingsindustrie kan een ultrasnelle laser een hoge precisie en een extreem kleine warmtebeïnvloede zone bereiken, wat hem voordelig maakt bij de bewerking van bepaalde warmtegevoelige materialen, zoals snijden, boren, materiaalverwijdering, fotolithografie, enz. De laser is ook geschikt voor de bewerking van broze transparante materialen, superharde materialen, edelmetalen, enz. Voor sommige medische toepassingen, zoals microscalpels, pincetten en microporeuze filters, kan ultrasnel laserprecisiesnijden worden bereikt. Ultrasnel lasersnijden van glas kan worden toegepast op glasplaten, lenzen en microporeus glas dat in sommige medische instrumenten wordt gebruikt.

De rol van interventionele en minimaal invasieve instrumenten bij het versnellen van de behandeling, het verminderen van het lijden van de patiënt en het bevorderen van de genezing mag niet worden onderschat. Het wordt echter steeds moeilijker om deze instrumenten en onderdelen met traditionele technieken te verwerken. Naast het feit dat ze klein genoeg zijn om door delicate weefsels zoals menselijke bloedvaten te gaan, complexe procedures uit te voeren en te voldoen aan veiligheids- en kwaliteitseisen, zijn de gemeenschappelijke kenmerken van dit type instrument een complexe structuur, dunne wanden, herhaaldelijke klemming, extreem hoge eisen aan de oppervlaktekwaliteit en de grote vraag naar automatisering. Een typisch voorbeeld is de hartstent, die een extreem hoge verwerkingsnauwkeurigheid heeft en al lange tijd duur is.

Vanwege de extreem dunne wand van hartstents wordt laserbewerking steeds vaker toegepast ter vervanging van conventioneel mechanisch snijden. Laserbewerking is de voorkeursmethode geworden, maar conventionele laserbewerking door middel van ablatie-smelten kan leiden tot een reeks problemen, zoals bramen, ongelijkmatige groefbreedtes, ernstige oppervlakteablatie en ongelijkmatige ribbreedtes. Gelukkig heeft de opkomst van picoseconde- en femtosecondelasers de bewerking van hartstents aanzienlijk verbeterd en uitstekende resultaten opgeleverd.

Toepassing van ultrakorte laser in medische cosmetologie

De naadloze integratie van lasertechnologie en medische diensten stimuleert de continue vooruitgang in de medische hulpmiddelenindustrie. Ultrasnelle lasertechnologie wordt al veelvuldig toegepast in geavanceerde technische sectoren zoals medische apparatuur, medische diensten, biofarmaceutica en geneesmiddelen, en speelt daar een cruciale rol. Bovendien worden ultrasnelle lasers steeds vaker direct in de humane geneeskunde ingezet om het leven van patiënten te verbeteren. Wat betreft toepassingsgebieden, zullen ultrasnelle lasers het voortouw nemen in de biomedische sector, onder meer in oogheelkundige chirurgie, laserbehandelingen voor schoonheid zoals huidverjonging, tatoeageverwijdering en ontharing.

Lasertechnologie wordt al lange tijd op grote schaal gebruikt in de medische cosmetologie en chirurgie. In het verleden werd excimerlasertechnologie veelvuldig gebruikt voor oogchirurgie bij myopie, terwijl de CO2-fractionele laser de voorkeur kreeg voor het verwijderen van sproeten. De opkomst van ultrasnelle lasers heeft het vakgebied echter snel veranderd. Femtosecondelaserchirurgie is uitgegroeid tot de meest gangbare methode voor de behandeling van myopie, naast vele andere corrigerende operaties, en biedt verschillende voordelen ten opzichte van traditionele excimerlaserchirurgie, waaronder een hoge chirurgische nauwkeurigheid, minimaal ongemak en uitstekende postoperatieve visuele effecten.

Daarnaast worden ultrasnelle lasers gebruikt om pigmenten, moedervlekken en tatoeages te verwijderen, huidveroudering te verbeteren en huidverjonging te behouden. De toekomstperspectieven van ultrasnelle lasers in de medische sector zijn veelbelovend, met name in de klinische chirurgie en minimaal invasieve chirurgie. Het gebruik van lasermessen voor het nauwkeurig verwijderen van necrotische en schadelijke cellen en weefsels die moeilijk handmatig met een mes te verwijderen zijn, is slechts één voorbeeld van het potentieel van de technologie.

TEYU De ultrasnelle laserkoeler uit de CWUP-serie heeft een temperatuurregelnauwkeurigheid van ±0,1 °C en een koelvermogen van 800-3200 W. Hij kan worden gebruikt om medische ultrasnelle lasers van 10-40 W te koelen, de efficiëntie van de apparatuur te verbeteren, de levensduur te verlengen en de toepassing van ultrasnelle lasers in de medische sector te bevorderen.

Conclusie

De markttoepassing van ultrakorte lasers in de medische sector staat nog in de kinderschoenen en biedt een enorm potentieel voor verdere ontwikkeling.