微制造在醫(yī)療器械制造中變得越來越重要，精確的公差，最小的熱輸出和微型化是其發(fā)展的關鍵。激光技術為微制造工藝提供了更多的可能性，比如可以實現(xiàn)微米級的材料去除，在不與材料發(fā)生物理接觸的情況下制造零件等。激光制造工藝的顯著優(yōu)勢包括：更好的微型化、無菌成型工藝、更快的樣機設計和醫(yī)療器械的制造。
基于激光的醫(yī)療器械制造業(yè)市場每年都在增長，決策者需要考慮改變某些醫(yī)療器械制造工藝以更好的整合激光制造的好處。這里所說好處包括：以較低的成本管理疾病、提供家庭和移動護理、防止污染等。激光為醫(yī)療設備的制造帶來了難以置信的好處。這包括將生物和納米結(jié)構材料納入更好控制、具有更高靈敏度和更廣泛適用性的醫(yī)療支架等裝置中。
醫(yī)療器械制造業(yè)所面臨的問題不僅僅是要提高生產(chǎn)效率和節(jié)約成本。住院護理已經(jīng)變得成本高昂，統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，門診和家庭護理是未來醫(yī)療設備制造的前沿陣地。激光微制造是先進醫(yī)療技術的重要組成部分，可用于家庭、移動醫(yī)療服務和門診等環(huán)境。目前較為先進的激光制造技術包括如下：
激光燒蝕（Laserablation）
激光燒蝕技術因其多功能性而被認為是頂級的醫(yī)療制造工藝之一。制造商可以一次去除一微米厚的材料層，從而以極高的精度對醫(yī)療設備進行制造。該技術可在宏觀和微觀兩個層面上發(fā)揮作用，可用于金屬和聚合物，用于多種醫(yī)療產(chǎn)品，包括神經(jīng)血管、心血管和導管產(chǎn)品等。
這項技術可以用多種激光器進行，包括準分子激光器、超快激光器和二氧化碳、半導體泵浦激光器等。激光燒蝕技術的應用包括：
●去除電纜涂層
●導管端部塑形
●制造微型手術器械
●建立微植體
●球囊表面紋理化
激光燒蝕技術的潛力幾乎是無限的，因為它采用了類似于增材制造的技術理念。但該方法不是一次添加一層，而是去除一層，直到達到所需的規(guī)格。該技術擴展了微制造能力的范圍。
激光切割（LaserCutting）
激光切割是使用激光束通過熔化或燒蝕材料來進行材料切割。同軸氣體噴嘴用于去除廢料。這是目前最常用的醫(yī)療制造技術之一，因為它簡單、快速且無污染。該工藝通常使用光纖或Nd:YAG（釹釔鋁石榴石）激光器。超快激光用于切割可以消除浪費的熱量和產(chǎn)生的毛刺，同時確保切割的邊緣整齊。
協(xié)作機器人手臂集成到一個紫外DPSS激光生產(chǎn)工作單元。
激光切割在醫(yī)療器械制造的應用包括：制造支架、心臟瓣膜、醫(yī)療工具和設備組件。激光切割的好處主要包括：可以控制零件變形最小化、精確的切割能力、無工具磨損、更快的樣機制作以及可切割大多數(shù)金屬和材料。目前可以使用激光切割制造的一些頂級產(chǎn)品包括：
●薄壁支架
●拉環(huán)
●定制的醫(yī)療器械
●傳送系統(tǒng)組件
●精密管切割
●生物可吸收支架
●能夠自定義幾何形狀的設備零件和組件
●鎳鈦合金材料的激光切割
鎳鈦合金的切割是一種特殊的超快激光切割工藝，多用于導管組件的材料加工。任何制造過程都會產(chǎn)生熱量，這對今天的智能材料來說都是一個大問題，比如鎳鈦合金。切割導管用的彈性薄片需要特殊的激光處理，包括飛秒激光和連續(xù)波激光。這一過程不會損壞材料的菱形組織結(jié)構。超快切割消除了切割過程中的大部分熱能輸出，并提供了一種可靠的切割工藝，使鎳鈦合金的底層結(jié)構保持完整。
激光焊接（LaserWelding）
激光焊接可以將兩種相似的材料連接起來，而不需要傳統(tǒng)焊接中所必需的填充材料。該技術在醫(yī)學上的應用主要包括能夠連接尺寸太小而無法通過其他方法連接的零件。該技術可以利用工業(yè)激光器，其對激光功率水平具有精確控制、測量和監(jiān)視功能。一般來說，使用最小的熱量，焊接過程需要有經(jīng)驗的技術人員使用光學顯微鏡和微操作器。激光焊接在醫(yī)療設備制造中的應用包括：
●修復損壞的儀器
●焊接拉環(huán)組件
●連接線纜
●輸送系統(tǒng)的焊絲組件
●眼科、介入心臟病學、運動醫(yī)學、神經(jīng)血管和電生理裝置的焊接組件
激光鉆孔（LaserDrilling）
激光鉆孔是激光燒蝕的一個子類別，它可以一次在金屬和聚合物上鉆孔，在材料上形成指定微寬度的沉孔或者通孔。傳統(tǒng)方法無法鉆出寬度只有幾微米的小孔。該技術在醫(yī)療制造中最常見的用途是鉆輸液導管孔和栓塞保護過濾器。得益于精密激光鉆孔的設備包括：
●球囊導管
●微孔陣列
●輸液導管
●導流孔
●栓塞保護過濾器
●血糖監(jiān)測傳感器
●血管修復氣囊
●起搏器組件
●送藥氣球
激光微加工在當今的醫(yī)療制造過程中已經(jīng)變得越來越重要。這種方法不需要使用昂貴的光掩模，在現(xiàn)有技術條件下，可以達到盡可能高的精確度。因為激光處理過程使用了足夠大的光電子來完成這項工作，而不會解離聚合物的化學鍵，因此這項技術在處理聚合物基材時特別有效。
醫(yī)療制造對速度的追求
研究統(tǒng)計數(shù)據(jù)和業(yè)界的相關資料強烈支持這樣一種觀點：制造速度是醫(yī)療制造業(yè)發(fā)展的一個重要因素。監(jiān)管障礙、成本超支和具有競爭力的技術，使得每一項制造計劃都必須依賴速度來盈利。激光制造提供了必要的速度，以滿足交期、降低成本和實現(xiàn)微型化的目標。該工藝在滿足敏捷制造對于競爭激烈的醫(yī)療行業(yè)的需求方面，明顯優(yōu)于老牌的瑞士加工設備和電火花加工。
延伸閱讀
醫(yī)療行業(yè)正在發(fā)生日新月異的變化，除了目前能完全滿足UDI要求的醫(yī)療器械耐腐蝕深黑打標技術和3D打印技術，其他如不同行業(yè)之間的跨界，5G通信技術等，都正在為醫(yī)療行業(yè)帶來更多的機遇。
“5G浪潮之后，通信的速度變得更快，醫(yī)療數(shù)字化開始變得現(xiàn)實可行。其實激光在這方面擁有多重優(yōu)勢，通快的激光器和激光系統(tǒng)已經(jīng)預留了滿足工業(yè)4.0要求的接口，客戶可以輕易實現(xiàn)狀態(tài)監(jiān)控，很多數(shù)據(jù)也是可以感知的。”通快（中國）有限公司電子行業(yè)經(jīng)理張潮在前不久的Medtec展會上接受本刊采訪時說。
據(jù)他介紹，在醫(yī)療領域，目前不少激光公司主要關注點在醫(yī)療器械的制造上，其實激光完全有可能從事醫(yī)療治療的一些解決方案，比如做一些基因探測，或者用激光治療一些血栓之類的疾病等等。
“如果要做一些精準化的醫(yī)療，激光是最合適不過的工具，因為沒有任何工具能夠像激光這么精準。”他強調(diào)道。
轉(zhuǎn)載請注明出處。
相關文章
熱門資訊
精彩導讀
關注我們
