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        心臟支架工業化背后的高精密激光加工

        心臟支架工業化背后的高精密激光加工

        2021年05月22日

        心臟支架最早出現在20世紀80年代,又被稱作冠狀動脈支架,是用于經皮冠狀動脈介入手術(PCI)的器材,是治療冠心病的三大主要手段之一。心臟支架的直徑只有2-4毫米,重量不足萬分之一克,是應對急性心肌梗死較為直接、有效的工具。它能順著血管到達冠狀動脈堵塞的位置,快速撐開閉塞的血管,從而恢復并長期維持血液的正常流通。


              由于心臟支架直接植入人體內,在使用特性和安全性上必須進行深入的考究,需要滿足極為苛刻的條件。例如靈活性、抗血栓、生物相容性、支撐力等方面的要求。心臟支架的壁管極薄,需要使用精密激光切割工藝進行制作。采用普通激光加工會導致心臟支架毛刺多、切槽寬度不統一等問題,這樣制作出來的心臟支架不能符合使用條件。


        近年來,國外企業已經開始采用飛秒激光進行支架切割。飛秒激光是指時域脈沖寬度在飛秒(毫微微秒,10^-15秒)量級的激光。利用飛秒激光短脈沖產生的強電場,消除材料切點附近的自由電子,使帶正電荷的材料同性相斥,失去分子間的作用力,通過“分子摘除”的方式完成材料去除。這種方式加工的心臟支架斷面無毛刺、表面光潔平滑、無熱損不會產生燒蝕、切割精度高并且筋寬均勻。


        由于金屬支架在植入后會永久留存在動脈中,存在引發醫療并發癥的風險。為了降低該風險,可吸收支架的概念也成為當今的研究熱點。該支架可以選擇聚左旋乳酸(PLLA)、聚乳酸(PLA)等材料制作而成,但這種材料熔點低,熱效應敏感,大大增加了加工工藝的難度。


        利用超快激光對可吸收支架進行加工制造,使激光束能量對支架材料的熱效應降到最小。但目前超快激光微納制造的可吸收血管支架造價昂貴、產量較低,如何使用該技術實現血管支架工業化是研究人員亟需解決的難題。

        文章來源于激光制造網LaserfairCom ,作者激光制造網


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