Как сверхбыстрый лазер обеспечивает прецизионную обработку медицинского оборудования?

Пандемия COVID-19 привела к резкому росту спроса на медицинское обслуживание, лекарства и медицинские принадлежности. Спрос на маски, жаропонижающие средства, реагенты для выявления антигенов, оксиметры, компьютерные томографы и другие сопутствующие лекарства и медицинское оборудование, вероятно, сохранится. Жизнь бесценна, и люди готовы без колебаний тратить деньги на лечение, что привело к созданию медицинского рынка стоимостью в сотни миллионов долларов.

Сверхбыстрый лазер обеспечивает точную обработку медицинских изделий

Сверхбыстрый лазер — это импульсный лазер с длительностью выходного импульса 10⁻¹² или менее пикосекунды. Чрезвычайно узкая длительность импульса и высокая плотность энергии сверхбыстрого лазера позволяют решать традиционные узкие места в обработке, такие как высокая, тонкая, острая, сложная и труднодостижимая обработка. Сверхбыстрые лазеры широко применяются для прецизионной обработки в биомедицинской, аэрокосмической и других отраслях.

Основная проблема медицинской лазерной сварки заключается в сложности сварки разнородных материалов, различии температур плавления, коэффициентов расширения, теплопроводности, удельной теплоёмкости и структуры материалов. Изделие отличается малыми размерами, высокими требованиями к точности и требует дополнительного оптического прицела с большим увеличением.

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

В сфере обработки материалов сверхбыстрый лазер обеспечивает высокую точность и чрезвычайно малую зону термического влияния, что делает его эффективным при обработке некоторых термочувствительных материалов, таких как резка, сверление, удаление материала, фотолитография и т. д. Он также подходит для обработки хрупких прозрачных материалов, сверхтвёрдых материалов, драгоценных металлов и т. д. Сверхбыстрая лазерная резка может применяться в некоторых медицинских приложениях, таких как микроскальпели, пинцеты и микропористые фильтры. Сверхбыстрая лазерная резка может применяться для обработки листового стекла, линз и микропористого стекла, используемого в некоторых медицинских инструментах.

Роль интервенционных и малоинвазивных устройств в ускорении лечения, уменьшении страданий пациентов и содействии выздоровлению невозможно недооценить. Однако обрабатывать эти инструменты и детали традиционными методами становится всё сложнее. Помимо того, что они достаточно малы для прохождения через деликатные ткани, такие как кровеносные сосуды человека, проведения сложных процедур и соответствия требованиям безопасности и качества, общими характеристиками этого типа устройств являются сложная конструкция, тонкие стенки, многократное пережатие, 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 дорогим.

Из-за чрезвычайно тонких стенок сердечных стентов лазерная обработка всё чаще применяется вместо традиционной механической резки. Лазерная обработка стала предпочтительным методом, однако обычная лазерная обработка методом абляционного плавления может привести к ряду проблем, таких как образование заусенцев, неравномерная ширина канавок, серьёзная абляция поверхности и неравномерная ширина рёбер. 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 развития индустрии медицинских устройств. Технология сверхбыстрых лазеров широко применяется в таких высокотехнологичных областях, как медицинское оборудование, медицинские услуги, биофармацевтика и лекарственные препараты, играя ключевую роль. Более того, сверхбыстрые лазеры всё чаще используются непосредственно в медицине для улучшения качества жизни пациентов. Что касается областей применения, сверхбыстрые лазеры, несомненно, 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 широко применяются в медицинской косметологии и хирургии. В прошлом эксимерный лазер широко использовался для коррекции миопии, а фракционный CO2-лазер предпочитали использовать для удаления веснушек. Однако появление сверхбыстрых лазеров быстро изменило эту область. Фемтосекундная лазерная хирургия стала основным методом лечения миопии среди многих корректирующих операций и обладает рядом преимуществ по сравнению с традиционной эксимерной лазерной хирургией, включая высокую точность операции, минимальный дискомфорт и превосходный послеоперационный визуальный эффект.

Кроме того, сверхбыстрые лазеры используются для удаления пигментных пятен, родинок и татуировок, замедления старения кожи и поддержания её омоложения. Перспективы применения сверхбыстрых лазеров в медицине весьма обнадёживают, особенно в клинической хирургии и малоинвазивной хирургии. Использование лазерных ножей для точного удаления некротических и патологических клеток и тканей, которые сложно удалить вручную скальпелем, — лишь один из примеров потенциала этой технологии.

TEYU Сверхбыстрые лазеры серии CWUP охладитель обладают точностью регулировки температуры ±0,1°C и охлаждающей способностью 800–3200 Вт. Они могут использоваться для охлаждения медицинских сверхбыстрых лазеров мощностью 10–40 Вт, повышая эффективность оборудования, продлевая срок его службы и способствуя применению сверхбыстрых лазеров в медицине.

Заключение

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