小而美!纳飞光电皮秒激光器在支架制造上的应用
在冠状动脉疾病、脑中风等心脑血管疾病的治疗中,通过植入支架支撑其狭窄闭塞段病变的血管通道,以恢复或保持管腔内血流通畅,是行之有效且可靠的方法之一。在我国,每年单单心脏支架这一类型的市场需求量已达百万量级,且还在逐年累增中。
巨大的市场吸引着众多医疗器械厂商投入巨资加码支架产品的开发,经过短短数十年的发展,在支架材质的进化道路上,先后经历了金属支架、镀膜支架、可溶性支架的研制历程,尤其是第三代可溶性支架,采用的可降解材料易于在人体内溶解并被吸收,尽可能的避免了其他类型支架已出现的血管壁增生、患者需要长期服用抗凝药物等问题,已经逐渐成为目前支架品类的常见产品。
作为植入到血管中的高附加值医疗耗材,支架复杂且精细,有人称支架制造是一门艺术一点也不为过,它除了要有良好的机械性能以支撑肥厚的血管,以及良好的抗腐蚀性和生物相容性外,更重要的是其表面必须光滑平整,不能有毛刺或者挂渣,以避免植入时划伤血管,因而要求采用高水平的加工技术制造支架。
支架的制造也在一定程度上表现了各个时期的所能达到的最高精度的加工水准,从编织铸造、等离子切割、电火花、光蚀刻到3D打印、激光切割等,尤其是随着超短脉冲皮秒激光器的大面积应用,使之成为了支架制造的主流方式。

为什么选用超短皮秒脉冲激光。相较于连续激光,脉冲激光可以避免过多的热量注入到材料中,产生的热应力小,不易产生裂纹。研究人员发现提高峰值功率、降低脉宽、减少重复频率、降低切割速度可以有效减少激光输入到材料中的热量,从而提高加工质量。当激光以皮秒量级的脉冲时间作用到材料时,加工效果会发生显著变化,随着脉冲能量急剧上升,高功率密度足以剥离外层电子。由于激光与材料相互作用时间很短,离子在将能量传递到周围材料之前就已经从材料表面被腐蚀掉了,不会给周围的材料带来热影响,因此也被成为冷加工,凭借冷加工带来的优势,超短脉冲激光器进入到工业生产应用中。
纳飞光电设计的工业级皮秒激光器能够满足第三代可溶性支架制造的条件。首先是超短的脉宽,仅为10ps左右,非常高的峰值功率实现近乎无热效应的“冷加工”,让加工低熔点的可降解材料成为可能,加工后没有熔渣、毛刺,无影响区的加工也不会对支架造成脆化或产生微裂痕而降低品质,且可以省去清洗、研磨、酸洗、钝化、镀膜等多到工序,简化制程,提高了效率和产品的良品率。

优异的光束质量(M2<1.3),光束直径可聚焦到微米级,切缝小,切割面光滑,切割效果更加精细,对于支架这类“小而美”的产品而言,有助于提升品质。同时,脉冲稳定性和功率稳定性双双小于1%RMS,在实现高切割速度同时保证了切割质量,使其成为用于医疗耗材制造的一种具有潜力的切割工具。


综上所述,凭借高精度、高效率和非接触等特点,纳飞光电研发的这款工业级皮秒激光器在医疗制造领域拥有广阔的应用前景,尤其是在大量的需求背景下,提升支架制造的效率和质量,将给纳飞光电皮秒激光器带来不错的市场需求。