W jaki sposób ultraszybki laser realizuje precyzyjną obróbkę sprzętu medycznego?

Pandemia COVID-19 spowodowała gwałtowny wzrost zapotrzebowania na leczenie, leki i materiały medyczne. Zapotrzebowanie na maski, leki przeciwgorączkowe, odczynniki do wykrywania antygenów, pulsoksymetry, tomografy komputerowe i inne powiązane leki oraz sprzęt medyczny prawdopodobnie utrzyma się. Życie jest bezcenne, a ludzie są skłonni bezwarunkowo wydawać pieniądze na leczenie, co stworzyło rynek medyczny wart setki milionów.

Ultraszybki laser umożliwia precyzyjną obróbkę urządzeń medycznych

Termin „laser ultraszybki” odnosi się do lasera impulsowego, którego szerokość impulsu wyjściowego wynosi 10⁻¹² lub mniej niż pikosekunda. Niezwykle wąska szerokość impulsu i wysoka gęstość energii lasera ultraszybkiego umożliwiają rozwiązanie konwencjonalnych wąskich gardeł w procesie, takich jak wysokie, precyzyjne, ostre, twarde i trudne do osiągnięcia metody przetwarzania. Lasery ultraszybkie znajdują szerokie zastosowanie w precyzyjnym przetwarzaniu w biomedycynie, lotnictwie i innych gałęziach przemysłu.

Problemem spawania medycznego i laserowego jest przede wszystkim trudność spawania materiałów o różnych temperaturach topnienia, współczynnikach rozszerzalności cieplnej, przewodności cieplnej, pojemności cieplnej i strukturze materiałów o różnych właściwościach. Produkt charakteryzuje się niewielkimi rozmiarami, wysoką precyzją i wymaga dodatkowego powiększenia.

Główną wadą cięcia medycznego i laserowego jest to, że podczas cięcia ultracienkich materiałów (o grubości <0,2 mm) materiał łatwo ulega odkształceniu, strefa oddziaływania ciepła jest zbyt duża, a krawędzie ulegają znacznemu zwęgleniu. Występują zadziory, szczelina cięcia jest duża, a precyzja jest niska. Temperatura topnienia materiałów biodegradowalnych jest niska i wrażliwa na temperaturę. Cięcie kruchych materiałów jest podatne na odpryskiwanie, mikropęknięcia na powierzchni i problemy z naprężeniami szczątkowymi, co powoduje niską wydajność gotowych produktów.

W przemyśle przetwórstwa materiałów ultraszybki laser pozwala osiągnąć wysoką precyzję i niezwykle małą strefę wpływu ciepła, co czyni go korzystnym w obróbce niektórych materiałów wrażliwych na ciepło, takich jak cięcie, wiercenie, usuwanie materiału, fotolitografia itp. Nadaje się również do obróbki kruchych materiałów przezroczystych, materiałów supertwardych, metali szlachetnych itp. W niektórych zastosowaniach medycznych, takich jak mikroskalpele, pęsety i filtry mikroporowate, możliwe jest ultraszybkie, precyzyjne cięcie laserowe. Ultraszybkie cięcie laserowe szkła może być stosowane do arkuszy szkła, soczewek i szkła mikroporowatego stosowanego w niektórych instrumentach medycznych.

Rola urządzeń interwencyjnych i małoinwazyjnych w przyspieszaniu leczenia, zmniejszaniu cierpienia pacjentów i wspomaganiu procesu gojenia jest nie do przecenienia. Jednak przetwarzanie tych instrumentów i części tradycyjnymi technikami staje się coraz trudniejsze. Oprócz tego, że są wystarczająco małe, aby przechodzić przez delikatne tkanki, takie jak ludzkie naczynia krwionośne, wykonywać złożone procedury i spełniać wymogi bezpieczeństwa i jakości, wspólnymi cechami tego typu urządzeń są złożona konstrukcja, cienkie ścianki, wielokrotne zaciskanie, niezwykle wysokie wymagania dotyczące jakości powierzchni oraz wysokie zapotrzebowanie na automatyzację. Typowym przykładem jest stent sercowy, który charakteryzuje się niezwykle wysoką precyzją przetwarzania i od dawna jest drogi.

Ze względu na wyjątkowo cienkie ścianki rurek stentów sercowych, obróbka laserowa jest coraz częściej stosowana zamiast konwencjonalnego cięcia mechanicznego. Obróbka laserowa stała się preferowaną metodą, ale tradycyjna obróbka laserowa poprzez topienie ablacyjne może prowadzić do szeregu problemów, takich jak zadziory, nierówna szerokość rowków, poważna ablacja powierzchniowa i nierówna szerokość żeber. Na szczęście pojawienie się laserów pikosekundowych i femtosekundowych znacznie usprawniło obróbkę stentów sercowych i pozwoliło osiągnąć doskonałe rezultaty.

Zastosowanie ultraszybkiego lasera w kosmetologii medycznej

Płynna integracja technologii laserowej i usług medycznych napędza ciągły rozwój branży urządzeń medycznych. Ultraszybka technologia laserowa jest szeroko stosowana w zaawansowanych technologicznie dziedzinach, takich jak urządzenia medyczne, usługi medyczne, biofarmaceutyki i leki, odgrywając kluczową rolę. Co więcej, ultraszybkie lasery są coraz częściej wykorzystywane bezpośrednio w medycynie ludzkiej, aby poprawić jakość życia pacjentów. Jeśli chodzi o obszary zastosowań, ultraszybkie lasery mają szansę przewodzić w biomedycynie, w tym w takich dziedzinach jak chirurgia okulistyczna, laserowe zabiegi kosmetyczne, takie jak odmładzanie skóry, usuwanie tatuaży i depilacja.

Technologia laserowa jest szeroko stosowana w kosmetologii medycznej i chirurgii od dawna. W przeszłości laser excimerowy był powszechnie wykorzystywany do korekcji krótkowzroczności, a laser frakcyjny CO2 był preferowany do usuwania piegów. Jednak pojawienie się ultraszybkich laserów szybko zmieniło tę dziedzinę. Chirurgia laserowa femtosekundowa stała się wiodącą metodą leczenia krótkowzroczności wśród wielu operacji korekcyjnych i oferuje szereg zalet w porównaniu z tradycyjną chirurgią laserem excimerowym, w tym wysoką precyzję operacji, minimalny dyskomfort i doskonałe efekty wizualne po operacji.

Ponadto ultraszybkie lasery służą do usuwania przebarwień, znamion i tatuaży, a także do poprawy procesu starzenia się skóry i utrzymania jej odmłodzenia. Perspektywy wykorzystania ultraszybkich laserów w medycynie są obiecujące, zwłaszcza w chirurgii klinicznej i chirurgii małoinwazyjnej. Zastosowanie noży laserowych do precyzyjnego usuwania martwiczych i szkodliwych komórek oraz tkanek, które trudno usunąć ręcznie za pomocą noża, to tylko jeden z przykładów potencjału tej technologii.

TEYU Ultraszybki agregat chłodniczy laserowy serii CWUP charakteryzuje się dokładnością regulacji temperatury ±0,1°C i mocą chłodzenia 800–3200 W. Może być używany do chłodzenia ultraszybkich laserów medycznych o mocy 10–40 W, poprawia wydajność sprzętu, wydłuża jego żywotność i promuje zastosowanie ultraszybkich laserów w medycynie.

Wniosek

Rynkowe zastosowanie ultrakrótkich laserów w medycynie dopiero się rozpoczyna i ma ogromny potencjał dalszego rozwoju.