- 特域探討：超快激光在醫療領域的應用
- 2023年02月10日來源：中國網
提要：以超快激光為代表的超高精密加工技術的出現，將有助于高端醫療器械的制造，成為醫療器械精細制造技術的最佳選擇。
當前，隨著我國疫情防控放松，出現了新冠的感染高峰，就醫和醫藥、醫療用品的需求暴增，N95口罩、退燒藥、抗原檢測試劑之后，民眾對血氧儀、CT拍片的需求更是激增。
疫情的放開沒有回頭路，未來可能出現多輪感染高峰，相關醫藥和醫療器械用品的需求將會持續。生命是無價的，人們在治病醫療上的支出是毫無保留的，這也造就了我國數以億萬計的醫療市場。
醫療器械國產化任重道遠
目前在全球范圍內，先進的醫療器械市場被歐、美、日、以等國家占據主導，中國醫療器械行業發展相對滯后，技術含量不足，尤其在高值醫用耗材領域，國產替代程度整體相對較低，是醫療器械領域國產替代“洼地”。目前在國內各醫院內，大部分的診療與檢測的器械、儀器是進口產品，高昂的進口設備也導致我國設備使用、檢測費用高，給民眾帶來較大負擔，醫療器械國產化仍然任重道遠。
近三年的疫情時代，國家對公共衛生、基層醫療的建設力度加大，醫療器械國產化替代發展迅猛，醫療器械市場保持超過20%的增速。國內涌現出以邁瑞醫療、樂普醫療、魚躍醫療、上海微創心脈科技等為代表的一批優秀企業，推動了國產醫療器械的快速成長。
以超快激光為代表的超高精密加工技術的出現，將有助于高端醫療器械的制造，成為醫療器械精細制造技術的最佳選擇。
超快激光實現醫療器械精密加工
超快激光是指輸出激光的脈沖寬度在10-12s(即皮秒級別)或小于皮秒級別的脈沖激光，由于超快激光脈沖寬度極窄、能量密度極高，這些特點讓它可以解決常規加工方式難以實現的高、精、尖、硬、難等加工瓶頸，被廣泛應用于生物醫療、航空航天等行業的精密加工，正在開拓一片“小而美”的新藍海。
醫療+激光焊接痛點主要在于，異種材料焊接難度大，異種材料熔點差異、膨脹系數差異、導熱率和比熱容差異，以及材料組織之間的差異;產品精細尺寸小，精度要求高，需高倍數視覺輔助放大。
醫療+激光切割痛點主要在于，超薄材料(通指厚度<0.2mm)切割中，材料易變形，熱影響過大，邊緣碳化嚴重、有毛刺，切割縫隙大，精度低; 生物降解材料熱熔點低，對溫度敏感;脆性材料切割易崩邊，出現表面微裂紋以及殘余應力問題，成品良率低。
在材料加工行業，因超快激光可實現高精度和極小的熱影響區，在一些熱敏感材料的加工中具有明顯優勢，如切割、打孔、材料去除、光刻等;超快激光適用于脆性透明材料、超硬材料、貴金屬等加工。對于一些醫療應用的微型手術刀、鑷子、微孔過濾等產品，超快激光精密切割均可實現。一些醫療儀器上使用的玻璃片、鏡頭、帶微孔玻璃等，可采用超快激光切割玻璃。
介入式和微創器械在加速治療、減少病患痛苦并促進愈合方面的作用不容小覷。然而，用傳統技術加工這些器械和零件變得越來越困難。除了必須足夠小以便穿過人體血管等細微組織、執行復雜的程序并滿足安全質量要求之外，這類器械的共同特點是：結構復雜+ 薄壁+ 需要重復裝夾+ 對表面質量的要求十分嚴苛+ 對自動化的需求程度高。較為典型的就是心臟支架，做工精度極高，長期以來費用昂貴。
由于心臟支架壁管極薄，如今越來越多地采用激光加工代替常規的機械切割。但是，使用普通激光通過燒蝕融化來加工，這樣加工出來的心臟支架存在毛刺多、切槽寬度不統一、表面燒蝕嚴重、筋寬不均勻等一系列問題。皮秒激光乃至飛秒激光的出現，被很好地運用在心臟支架的加工，大約在2010年前后歐美國家已經采用了超快激光加工心臟支架，取得很好的效果，目前逐漸成為了支架行業的標準。國內的醫療器械企業也逐步在嘗試超快激光精密加工的應用。
超快激光在醫療美容的應用
激光技術與醫療服務的深度融合推動醫療器械行業不斷升級。超快激光技術已經廣泛地應用于醫療器械、醫療服務、生物制藥、藥物等高端技術領域，發揮更加重要的作用，另外超快激光越來越多地被直接用于人體醫療領域，改善患者生活。從應用領域來說，在生物醫療領域，超快激光將引領包括眼科手術，激光美容如美膚、去紋身、去毛發等。
激光技術用于醫療美容與手術已經很久了，以往較長時間近視眼科手術采用的是準分子激光技術，而祛斑美容則采用CO2點陣激光。超快激光的出現快速得到推廣，在眾多的近視矯正術中，全飛秒激光手術已經成為主流治療近視眼的方法，近視矯正手術平均費用約2萬元即可摘掉眼鏡，廣受學生與年輕人的歡迎。與傳統的準分子激光手術相比，全飛秒激光手術具有手術準確度高、無明顯疼痛感、術后視覺效果好等優勢。
在美容方面，超快激光可用于去除色素和原生痣、去除紋身等，也可以用來改善肌膚的衰老情況，保持嫩膚的效果。
未來，超快激光還會被應用于臨床手術、微創手術，在一些壞死有害細胞、組織的切除，難以采用刀具人工切除的，可采用激光刀精準清除。
結語
先進的醫療水平需要數量足夠技術水平高的醫生，同時還要有先進的醫療器械與設備。簡單說就是好的醫生加上好的醫療設備。這次疫情讓我們看到了我國與發達國家的醫療水平存在一定距離，目前許多生物醫藥的前沿成果以及先進的醫療器械仍然是來自發達國家。多年來我國在光學成像、診斷儀器上有所突破，特別是超快激光精密加工的國產化技術逐漸成熟，將會助推國內醫療器械水平提高。超快激光在國內醫療領域的市場應用才剛剛開始，未來發展潛力是巨大的。
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