Как сверхбыстрый лазер обеспечивает высокоточную обработку медицинского оборудования?

Пандемия COVID-19 привела к резкому росту спроса на медицинское лечение, лекарства и медицинские принадлежности. Спрос на маски, жаропонижающие средства, реагенты для обнаружения антигенов, пульсоксиметры, рентгеновские снимки для компьютерной томографии и другие сопутствующие лекарства и медицинское оборудование, вероятно, сохранится. Жизнь бесценна, и люди готовы безвозмездно тратить деньги на медицинское лечение, что создало медицинский рынок, оцениваемый в сотни миллионов долларов.

Сверхбыстрый лазер обеспечивает высокоточную обработку медицинских изделий.

Сверхбыстрый лазер — это импульсный лазер, ширина выходного импульса которого составляет 10⁻¹² или менее пикосекунды. Чрезвычайно узкая ширина импульса и высокая плотность энергии сверхбыстрого лазера позволяют решить традиционные проблемы обработки, такие как получение высоких, тонких, резких, твердых и сложных материалов, что затрудняет их обработку. Сверхбыстрые лазеры широко применяются для высокоточной обработки в биомедицинской, аэрокосмической и других отраслях промышленности.

Основная проблема медицинской лазерной сварки заключается в сложности сварки разнородных материалов, различиях в температурах плавления, коэффициентах теплового расширения, теплопроводности, удельной теплоемкости и структуре материалов. Изделие отличается малыми размерами, высокими требованиями к точности и требует дополнительного визуального контроля с большим увеличением.

Основная проблема лазерной резки в медицинской промышленности заключается в том, что при резке сверхтонких материалов (обычно толщиной <0,2 мм) материал легко деформируется, зона теплового воздействия слишком велика, а кромки сильно обугливаются; образуются заусенцы, большой зазор при резке, и точность низкая; температура плавления биоразлагаемых материалов низкая и чувствительна к температуре. Резка хрупких материалов склонна к сколам, образованию микротрещин на поверхности и проблемам остаточных напряжений, поэтому выход готовой продукции низкий.

В обрабатывающей промышленности сверхбыстрый лазер позволяет достичь высокой точности и чрезвычайно малой зоны термического воздействия, что делает его выгодным при обработке некоторых термочувствительных материалов, таких как резка, сверление, удаление материала, фотолитография и т. д. Он также подходит для обработки хрупких прозрачных материалов, сверхтвердых материалов, драгоценных металлов и т. д. Для некоторых медицинских применений, таких как микроскальпели, пинцеты и микропористые фильтры, может быть достигнута сверхбыстрая лазерная прецизионная резка. Сверхбыстрая лазерная резка стекла может применяться для обработки стеклянных листов, линз и микропористого стекла, используемого в некоторых медицинских инструментах.

Роль интервенционных и малоинвазивных устройств в ускорении лечения, уменьшении страданий пациентов и содействии заживлению невозможно переоценить. Однако обработка этих инструментов и деталей традиционными методами становится все более сложной. Помимо того, что они достаточно малы, чтобы проходить через деликатные ткани, такие как кровеносные сосуды человека, выполнять сложные процедуры и соответствовать требованиям безопасности и качества, общими характеристиками этого типа устройств являются сложная структура, тонкие стенки, многократное зажимание, чрезвычайно высокие требования к качеству поверхности и высокая потребность в автоматизации. Типичным примером является сердечный стент, который требует чрезвычайно высокой точности обработки и долгое время был дорогостоящим.

Из-за чрезвычайно тонких стенок сердечных стентов лазерная обработка все чаще применяется вместо традиционной механической резки. Лазерная обработка стала предпочтительным методом, однако обычная лазерная обработка методом абляции-плавления может привести к ряду проблем, таких как заусенцы, неравномерная ширина канавок, серьезная абляция поверхности и неравномерная ширина ребер. К счастью, появление пикосекундных и фемтосекундных лазеров значительно улучшило обработку сердечных стентов и позволило достичь превосходных результатов.

Применение сверхбыстрого лазера в медицинской косметологии

Бесшовная интеграция лазерных технологий и медицинских услуг стимулирует непрерывный прогресс в индустрии медицинских устройств. Сверхбыстрые лазерные технологии широко используются в высокотехнологичных областях, таких как медицинские устройства, медицинские услуги, биофармацевтика и лекарства, играя ключевую роль. Более того, сверхбыстрые лазеры все чаще применяются непосредственно в медицине для улучшения качества жизни пациентов. Что касается областей применения, сверхбыстрые лазеры призваны занять лидирующие позиции в биомедицине, в том числе в таких областях, как офтальмологическая хирургия, лазерные косметические процедуры, такие как омоложение кожи, удаление татуировок и эпиляция.

Лазерные технологии уже давно широко используются в медицинской косметологии и хирургии. В прошлом для коррекции близорукости чаще всего применялась эксимерная лазерная технология, а для удаления веснушек предпочтительнее был фракционный CO2-лазер. Однако появление сверхбыстрых лазеров быстро изменило эту область. Фемтосекундная лазерная хирургия стала основным методом лечения близорукости среди многих корректирующих операций и предлагает ряд преимуществ по сравнению с традиционной эксимерной лазерной хирургией, включая высокую точность операции, минимальный дискомфорт и отличные послеоперационные результаты.

Кроме того, сверхбыстрые лазеры используются для удаления пигментации, родинок и татуировок, улучшения состояния кожи при старении и поддержания ее омоложения. Перспективы применения сверхбыстрых лазеров в медицине многообещающи, особенно в клинической хирургии и малоинвазивной хирургии. Использование лазерных ножей для точного удаления некротических и вредных клеток и тканей, которые трудно удалить вручную с помощью ножа, — лишь один из примеров потенциала этой технологии.

TEYU сверхбыстрый лазерный чиллер Серия CWUP обеспечивает точность регулирования температуры ±0,1°C и мощность охлаждения 800–3200 Вт. Она может использоваться для охлаждения медицинских сверхбыстрых лазеров мощностью 10–40 Вт, повышения эффективности оборудования, продления срока его службы и расширения применения сверхбыстрых лазеров в медицине.

Заключение

Применение сверхбыстрых лазеров в медицине только начинается, и у этой области огромный потенциал для дальнейшего развития.