小而美!納飛光電皮秒激光器在支架制造上的應(yīng)用
在冠狀動(dòng)脈疾病、腦中風(fēng)等心腦血管疾病的治療中,通過(guò)植入支架支撐其狹窄閉塞段病變的血管通道,以恢復(fù)或保持管腔內(nèi)血流通暢,是行之有效且可靠的方法之一。在我國(guó),每年單單心臟支架這一類(lèi)型的市場(chǎng)需求量已達(dá)百萬(wàn)量級(jí),且還在逐年累增中。
巨大的市場(chǎng)吸引著眾多醫(yī)療器械廠商投入巨資加碼支架產(chǎn)品的開(kāi)發(fā),經(jīng)過(guò)短短數(shù)十年的發(fā)展,在支架材質(zhì)的進(jìn)化道路上,先后經(jīng)歷了金屬支架、鍍膜支架、可溶性支架的研制歷程,尤其是第三代可溶性支架,采用的可降解材料易于在人體內(nèi)溶解并被吸收,盡可能的避免了其他類(lèi)型支架已出現(xiàn)的血管壁增生、患者需要長(zhǎng)期服用抗凝藥物等問(wèn)題,已經(jīng)逐漸成為目前支架品類(lèi)的常見(jiàn)產(chǎn)品。
作為植入到血管中的高附加值醫(yī)療耗材,支架復(fù)雜且精細(xì),有人稱(chēng)支架制造是一門(mén)藝術(shù)一點(diǎn)也不為過(guò),它除了要有良好的機(jī)械性能以支撐肥厚的血管,以及良好的抗腐蝕性和生物相容性外,更重要的是其表面必須光滑平整,不能有毛刺或者掛渣,以避免植入時(shí)劃傷血管,因而要求采用高水平的加工技術(shù)制造支架。
支架的制造也在一定程度上表現(xiàn)了各個(gè)時(shí)期的所能達(dá)到的最高精度的加工水準(zhǔn),從編織鑄造、等離子切割、電火花、光蝕刻到3D打印、激光切割等,尤其是隨著超短脈沖皮秒激光器的大面積應(yīng)用,使之成為了支架制造的主流方式。

為什么選用超短皮秒脈沖激光。相較于連續(xù)激光,脈沖激光可以避免過(guò)多的熱量注入到材料中,產(chǎn)生的熱應(yīng)力小,不易產(chǎn)生裂紋。研究人員發(fā)現(xiàn)提高峰值功率、降低脈寬、減少重復(fù)頻率、降低切割速度可以有效減少激光輸入到材料中的熱量,從而提高加工質(zhì)量。當(dāng)激光以皮秒量級(jí)的脈沖時(shí)間作用到材料時(shí),加工效果會(huì)發(fā)生顯著變化,隨著脈沖能量急劇上升,高功率密度足以剝離外層電子。由于激光與材料相互作用時(shí)間很短,離子在將能量傳遞到周?chē)牧现熬鸵呀?jīng)從材料表面被腐蝕掉了,不會(huì)給周?chē)牟牧蠋?lái)熱影響,因此也被成為冷加工,憑借冷加工帶來(lái)的優(yōu)勢(shì),超短脈沖激光器進(jìn)入到工業(yè)生產(chǎn)應(yīng)用中。
納飛光電設(shè)計(jì)的工業(yè)級(jí)皮秒激光器能夠滿(mǎn)足第三代可溶性支架制造的條件。首先是超短的脈寬,僅為10ps左右,非常高的峰值功率實(shí)現(xiàn)近乎無(wú)熱效應(yīng)的“冷加工”,讓加工低熔點(diǎn)的可降解材料成為可能,加工后沒(méi)有熔渣、毛刺,無(wú)影響區(qū)的加工也不會(huì)對(duì)支架造成脆化或產(chǎn)生微裂痕而降低品質(zhì),且可以省去清洗、研磨、酸洗、鈍化、鍍膜等多到工序,簡(jiǎn)化制程,提高了效率和產(chǎn)品的良品率。

優(yōu)異的光束質(zhì)量(M2<1.3),光束直徑可聚焦到微米級(jí),切縫小,切割面光滑,切割效果更加精細(xì),對(duì)于支架這類(lèi)“小而美”的產(chǎn)品而言,有助于提升品質(zhì)。同時(shí),脈沖穩(wěn)定性和功率穩(wěn)定性雙雙小于1%RMS,在實(shí)現(xiàn)高切割速度同時(shí)保證了切割質(zhì)量,使其成為用于醫(yī)療耗材制造的一種具有潛力的切割工具。


綜上所述,憑借高精度、高效率和非接觸等特點(diǎn),納飛光電研發(fā)的這款工業(yè)級(jí)皮秒激光器在醫(yī)療制造領(lǐng)域擁有廣闊的應(yīng)用前景,尤其是在大量的需求背景下,提升支架制造的效率和質(zhì)量,將給納飛光電皮秒激光器帶來(lái)不錯(cuò)的市場(chǎng)需求。