Как сверхбыстрый лазер обеспечивает прецизионную обработку медицинского оборудования?

Пандемия COVID-19 привела к резкому росту спроса на медицинское лечение, лекарства и медицинские принадлежности. Вероятно, сохранится спрос на маски, жаропонижающие средства, реагенты для обнаружения антигенов, оксиметры, КТ-пленки и другие сопутствующие лекарства и медицинское оборудование. Жизнь бесценна, и люди готовы безоговорочно тратить деньги на лечение, что привело к созданию медицинского рынка стоимостью в сотни миллионов.

Сверхбыстрый лазер обеспечивает точную обработку медицинских изделий

Сверхбыстрый лазер относится к импульсному лазеру, ширина выходного импульса которого составляет 10⁻¹². или менее пикосекундного уровня. Чрезвычайно узкая ширина импульса и высокая плотность энергии сверхбыстрого лазера позволяют решить традиционные узкие места обработки, такие как необходимость в высоких, тонких, острых, жестких и сложных методах обработки, которые трудно реализовать. Сверхбыстрые лазеры широко применяются для прецизионной 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 структурах разнородных материалов. Изделие отличается малыми размерами, высокими требованиями к точности и требует вспомогательного зрения с большим увеличением.

Основная проблема медицинской лазерной резки заключается в том, что при резке сверхтонких материалов (обычно называемых толщиной <0,2 мм), материал легко деформируется, зона теплового воздействия слишком большая, а края сильно обугливаются; Имеются заусенцы, большой зазор между режущими кромками, а точность низкая; Температура плавления биоразлагаемых материалов низкая и чувствительна к температуре. Резка хрупких материалов подвержена образованию сколов, микротрещин на поверхности и остаточных напряжений, поэтому выход готовой продукции низок.

В сфере обработки материалов сверхбыстрый лазер позволяет добиться высокой точности и чрезвычайно малой зоны термического влияния, что делает его выгодным при обработке некоторых термочувствительных материалов, например, при резке, сверлении, удалении материала, фотолитографии и т. д. 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, можно добиться сверхбыстрой прецизионной лазерной резки. Сверхбыструю лазерную резку стекла можно применять для изготовления стеклянных листов, линз и микропористого стекла, используемого в некоторых медицинских инструментах.

Нельзя недооценивать роль интервенционных и малоинвазивных устройств в ускорении лечения, уменьшении страданий пациентов и содействии выздоровлению. Однако обрабатывать эти инструменты и детали традиционными методами становится все сложнее. Помимо того, что они достаточно малы, чтобы проходить через такие деликатные ткани, 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 случаем является сердечный стент, который требует чрезвычайно высокой точности обработки и долгое время был дорогим.

Из-за чрезвычайно тонких стенок сердечных стентов вместо традиционной механической резки все чаще применяется лазерная обработка. Лазерная обработка стала предпочтительным методом, но обычная лазерная обработка посредством абляционного 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 добиться превосходных результатов.

Применение сверхбыстрого лазера в медицинской косметологии

Полная интеграция лазерных технологий и медицинских услуг является движущей силой непрерывного прогресса в отрасли производства медицинских приборов. Технология сверхбыстрых лазеров широко используется в таких высокотехнологичных областях, как медицинское оборудование, медицинские услуги, биофармацевтика и лекарственные препараты, играя в них ключевую роль. Более того, сверхбыстрые лазеры все чаще используются непосредственно в сфере медицины для улучшения жизни пациентов.  Что касается областей применения, сверхбыстрые лазеры, скорее всего, займут лидирующие позиции в биомедицине, в том числе в таких областях, как офтальмологическая хирургия, лазерные косметические процедуры, такие как омоложение кожи, удаление татуировок и удаление волос.

Лазерные технологии уже давно и широко применяются в медицинской косметологии и хирургии. Раньше для коррекции близорукости обычно использовали эксимерный лазер, а для удаления веснушек предпочитали фракционный лазер на CO2. Однако появление сверхбыстрых лазеров быстро изменило эту область. Фемтосекундная лазерная хирургия стала основным методом лечения близорукости среди многих корректирующих операций и обладает рядом преимуществ по сравнению с традиционной эксимерной лазерной хирургией, включая высокую хирургическую точность, минимальный дискомфорт и превосходные послеоперационные визуальные эффекты.

Кроме того, сверхбыстрые лазеры используются для удаления пигментов, родинок и татуировок, замедления старения кожи и поддержания ее омоложения. Будущие перспективы сверхбыстрых лазеров в области медицины являются многообещающими, особенно в клинической хирургии и малоинвазивной хирургии. Использование лазерных ножей для точного удаления некротических и вредоносных клеток и тканей, которые трудно удалить вручную с помощью ножа, — это лишь один из примеров потенциала этой технологии.

TEYU сверхбыстрый лазерный охладитель Серия CWUP имеет точность регулирования температуры ±0,1°C и холодопроизводительность 800–3200 Вт. Его можно использовать для охлаждения сверхбыстрых медицинских лазеров мощностью 10–40 Вт, повышения эффективности оборудования, продления срока службы оборудования, а также для содействия применению сверхбыстрых лазеров в медицинской сфере.

Заключение

Рыночное применение сверхбыстрых лазеров в медицинской сфере только начинается, и оно имеет огромный потенциал для дальнейшего развития.