Ako ultrarýchly laser realizuje presné spracovanie zdravotníckych zariadení?

Pandémia COVID-19 viedla k prudkému nárastu dopytu po lekárskej starostlivosti, liekoch a zdravotníckych pomôckach. Dopyt po rúškach, antipyretikách, činidlách na detekciu antigénov, oxymetroch, CT filmoch a ďalších súvisiacich liekoch a zdravotníckych pomôckach bude pravdepodobne pokračovať. Život je na nezaplatenie a ľudia sú ochotní bezvýhradne míňať peniaze na lekársku starostlivosť, čo vytvorilo trh s lekárskymi výrobkami v hodnote stoviek miliónov.

Ultrarýchly laser realizuje presné spracovanie zdravotníckych pomôcok

Ultrarýchly laser označuje pulzný laser, ktorého šírka výstupného impulzu je 10⁻¹² alebo menej ako jedna pikosekunda. Extrémne úzka šírka impulzu a vysoká hustota energie ultrarýchleho laseru umožňujú riešiť úzke miesta v konvenčnom spracovaní, ako sú vysoko jemné, ostré, tvrdé a náročné metódy spracovania, ktoré je ťažké dosiahnuť. Ultrarýchle lasery sú široko použiteľné na presné spracovanie v biomedicínskom, leteckom a inom priemysle.

Problémom medicínskeho a laserového zvárania je najmä náročnosť zvárania rôznych materiálov, rozdiely v bodoch topenia, koeficientoch rozťažnosti, tepelnej vodivosti, špecifickej tepelnej kapacite a materiálových štruktúrach rôznych materiálov. Produkt sa vyznačuje malými rozmermi, vysokými požiadavkami na presnosť a vyžaduje si pomocné videnie s veľkým zväčšením.

Problémom medicínskeho a laserového rezania je najmä to, že pri rezaní ultratenkých materiálov (bežne označovaných ako materiály s hrúbkou <0,2 mm) sa materiál ľahko deformuje, zóna tepelného pôsobenia je príliš veľká a hrany sú silne karbonizované; vyskytujú sa otrepy, veľké medzery rezu a presnosť je nízka; bod topenia biologicky odbúrateľných materiálov je nízky a citlivý na teplotu. Rezanie krehkých materiálov je náchylné na odštiepenie, povrch s mikrotrhlinami a problémy so zvyškovým napätím, takže miera výťažnosti hotových výrobkov je nízka.

V priemysle spracovania materiálov dokáže ultrarýchly laser dosiahnuť vysokú presnosť a extrémne malú tepelne ovplyvnenú zónu, čo ho robí výhodným pri spracovaní niektorých tepelne citlivých materiálov, ako je rezanie, vŕtanie, odoberanie materiálu, fotolitografia atď. Je tiež vhodný na spracovanie krehkých priehľadných materiálov, supertvrdých materiálov, drahých kovov atď. Pre niektoré medicínske aplikácie, ako sú mikroskalpely, pinzety a mikroporézne filtre, je možné dosiahnuť ultrarýchle laserové presné rezanie. Ultrarýchle laserové rezanie skla sa môže použiť na sklenené tabule, šošovky a mikroporézne sklo používané v niektorých medicínskych nástrojoch.

Úlohu intervenčných a minimálne invazívnych zariadení pri urýchľovaní liečby, znižovaní utrpenia pacientov a podpore hojenia nemožno podceňovať. Je však čoraz ťažšie spracovávať tieto nástroje a súčiastky tradičnými technikami. Okrem toho, že sú dostatočne malé na to, aby prešli cez jemné tkanivá, ako sú ľudské krvné cievy, vykonávali zložité postupy a spĺňali požiadavky na bezpečnosť a kvalitu, spoločnými charakteristikami tohto typu zariadení sú zložitá štruktúra, tenká stena, opakované upnutie, extrémne vysoké požiadavky na kvalitu povrchu a vysoké nároky na automatizáciu. Typickým prípadom je srdcový stent, ktorý sa vyznačuje extrémne vysokou presnosťou spracovania a je už dlho drahý.

Vzhľadom na extrémne tenké steny srdcových stentov sa laserové spracovanie čoraz častejšie používa ako náhrada za konvenčné mechanické rezanie. Laserové spracovanie sa stalo preferovanou metódou, ale bežné laserové spracovanie ablačným tavením môže viesť k sérii problémov, ako sú otrepy, nerovnomerná šírka drážok, závažná ablácia povrchu a nerovnomerná šírka rebier. Našťastie, vznik pikosekundových a femtosekundových laserov výrazne zlepšil spracovanie srdcových stentov a dosiahol vynikajúce výsledky.

Aplikácia ultrarýchleho laseru v lekárskej kozmeteológii

Bezproblémová integrácia laserovej technológie a zdravotníckych služieb je hnacou silou neustáleho pokroku v odvetví zdravotníckych pomôcok. Ultrarýchla laserová technológia sa vo veľkej miere využíva v špičkových technických oblastiach, ako sú zdravotnícke pomôcky, zdravotnícke služby, biofarmaceutiká a lieky, a zohráva kľúčovú úlohu. Okrem toho sa ultrarýchle lasery čoraz viac priamo využívajú v oblasti humánnej medicíny na zlepšenie života pacientov. Pokiaľ ide o oblasti použitia, ultrarýchle lasery sú pripravené stať sa lídrom v biomedicíne, a to aj v oblastiach, ako je očná chirurgia, laserové kozmetické ošetrenia, ako je omladenie pokožky, odstraňovanie tetovania a odstraňovanie chĺpkov.

Laserová technológia sa už dlho široko používa v lekárskej kozmetológii a chirurgii. V minulosti sa excimerový laser bežne používal na operácie očí s krátkozrakosťou, zatiaľ čo frakčný CO2 laser sa uprednostňoval na odstraňovanie pieh. Vznik ultrarýchlych laserov však túto oblasť rýchlo zmenil. Femtosekundová laserová chirurgia sa stala hlavnou metódou liečby krátkozrakosti medzi mnohými korekčnými operáciami a ponúka oproti tradičnej excimerovej laserovej chirurgii niekoľko výhod vrátane vysokej chirurgickej presnosti, minimálneho diskomfortu a vynikajúcich pooperačných vizuálnych efektov.

Okrem toho sa ultrarýchle lasery používajú na odstraňovanie pigmentov, pôvodných materských znamienok a tetovaní, na zlepšenie starnutia pokožky a na udržanie jej omladenia. Budúce vyhliadky ultrarýchlych laserov v medicíne sú sľubné, najmä v klinickej chirurgii a minimálne invazívnej chirurgii. Použitie laserových nožov na presné odstraňovanie nekrotických a škodlivých buniek a tkanív, ktoré je ťažké manuálne odstrániť nožom, je len jedným z príkladov potenciálu tejto technológie.

TEYU Ultrarýchly laserový chladič série CWUP má presnosť regulácie teploty ±0,1 °C a chladiaci výkon 800 W – 3 200 W. Môže sa použiť na chladenie ultrarýchlych medicínskych laserov s výkonom 10 W – 40 W, zlepšenie účinnosti zariadení, predĺženie životnosti zariadení a podporu použitia ultrarýchlych laserov v medicínskej oblasti.

Záver

Trhové využitie ultrarýchlych laserov v medicínskej oblasti sa len začína a má obrovský potenciál pre ďalší rozvoj.