Энэхүү вэбсайтыг Informa PLC-ийн эзэмшдэг нэг буюу хэд хэдэн бизнес эрхлэгчид ажиллуулдаг бөгөөд бүх зохиогчийн эрх нь тэдний мэдэлд байдаг. Informa PLC-ийн бүртгэлтэй оффис нь 5 Howick Place, London SW1P 1WG юм. Англи болон Уэльст бүртгэлтэй. Дугаар 8860726.
Өнөөдөр металл болон металл бус бараг бүх нарийн лазер зүсэлтийг шилэн лазер эсвэл хэт богино импульсийн (USP) лазераар тоноглогдсон багаж хэрэгсэл, эсвэл заримдаа хоёуланг нь ашиглан гүйцэтгэдэг. Энэ нийтлэлд бид хоёр лазерын өөр өөр давуу талыг тайлбарлаж, хоёр үйлдвэрлэгч хоёулаа эдгээр лазерыг хэрхэн ашиглаж байгааг харах болно. NPX Medical (Плимут, Миннесота) нь шилэн лазер агуулсан машинуудыг ашиглан стент, суулгац, уян хатан хоолой зэрэг төрөл бүрийн төхөөрөмж, байршуулах хэрэгслийг үйлдвэрлэдэг гэрээт тусгай боловсруулалтын компани юм. Motion Dynamics нь USP фемтосекунд лазер болон хамгийн их уян хатан байдал, олон талт байдлыг хангахын тулд фемтосекунд болон шилэн лазер зэрэг хамгийн сүүлийн үеийн эрлийз системүүдийн нэгийг агуулсан машиныг ашиглан мэдрэлийн эмгэг судлалд голчлон ашигладаг "татах утас" угсралт зэрэг дэд угсралтыг үйлдвэрлэдэг.
Олон жилийн турш лазерын микро боловсруулалтын ихэнхийг DPSS лазер гэж нэрлэгддэг хатуу төлөвт наносекундын лазер ашиглан гүйцэтгэж ирсэн. Гэсэн хэдий ч энэ нь одоо хоёр өөр, улмаар нөхөж болох лазерын төрлийг хөгжүүлсний ачаар бүрэн өөрчлөгдсөн. Анх харилцаа холбооны зориулалтаар боловсруулсан шилэн лазерууд нь олон салбарт, ихэвчлэн хэт улаан туяаны долгионы уртад ажилладаг ажлын материал боловсруулах лазер болж хөгжсөн. Үүний амжилтын шалтгаан нь энгийн архитектур, энгийн чадлын өргөтгөх чадварт оршино. Үүний үр дүнд авсаархан, өндөр найдвартай, тусгай машинд нэгтгэхэд хялбар лазерууд бий болж, ерөнхийдөө хуучин лазерын төрлүүдээс бага эзэмшлийн зардалтай байдаг. Микро боловсруулалтын хувьд чухал ач холбогдолтой зүйл бол гаралтын цацрагийг хэдхэн микрон диаметртэй жижиг, цэвэр цэг рүү төвлөрүүлж болох тул өндөр нарийвчлалтай зүсэх, гагнах, өрөмдөхөд тохиромжтой. Тэдний гаралт нь маш уян хатан бөгөөд хянах боломжтой бөгөөд импульсийн хурд нь нэг цохилтоос 170 кГц хүртэл хэлбэлздэг. Өргөтгөх боломжтой чадлын хамт энэ нь хурдан зүсэх, өрөмдөхийг дэмждэг.
Гэсэн хэдий ч микро боловсруулалтад шилэн лазерын болзошгүй сул тал нь жижиг хэсгүүд болон/эсвэл нимгэн, эмзэг хэсгүүдийг боловсруулах явдал юм. Урт (жишээ нь, 50 мкс) импульсийн үргэлжлэх хугацаа нь дахин цутгасан материал болон жижиг ирмэгийн барзгаржилт зэрэг бага хэмжээний дулаанд өртсөн бүс (HAZ) үүсгэдэг бөгөөд энэ нь дараах боловсруулалт шаарддаг. Аз болоход, фемтосекундын гаралтын импульс бүхий хэт богино импульсийн (USP) шинэ лазерууд нь HAZ-ийн асуудлыг арилгадаг.
USP лазерын хувьд зүсэх эсвэл өрөмдөх үйл явцтай холбоотой нэмэлт дулааны ихэнх хэсэг нь хүрээлэн буй материалд тархах цаг гарахаас өмнө хаягдсан хог хаягдалд автдаг. Пикосекунд гаралттай USP лазерыг хуванцар, хагас дамжуулагч, керамик болон зарим металлыг хамарсан микро механикжуулалтын хэрэглээнд удаан хугацаанд ашиглаж ирсэн (пикосекунд = 10-12 секунд). Гэхдээ хүний ​​үсний хэмжээтэй баганатай металл төхөөрөмжүүдийн хувьд металлын өндөр дулаан дамжуулалт, жижиг хэмжээ нь пикосекунд лазерууд нь өмнөх USP лазеруудын өртөг нэмэгдсэнийг зөвтгөх сайжруулсан үр дүнг үргэлж өгдөггүй гэсэн үг юм. Энэ нь одоо үйлдвэрлэлийн зэрэглэлийн фемтосекунд лазерууд гарч ирснээр өөрчлөгдсөн (фемтосекунд = 10-15 секунд). Үүний нэг жишээ бол Coherent Inc.-ийн Монакогийн лазер цуврал юм. Шилэн лазерын нэгэн адил тэдгээрийн гаралт нь ойрын хэт улаан туяаны гэрэл бөгөөд энэ нь зэвэрдэггүй ган, цагаан алт, алт, магни, кобальт-хром, титан гэх мэт эмнэлгийн хэрэгсэлд ашигладаг бүх металлыг, мөн металл бус металлыг зүсэх эсвэл өрөмдөх боломжтой гэсэн үг юм. Богино импульсийн үргэлжлэх хугацаа болон бага импульсийн хослол нь... Импульсийн энерги нь дулааны гэмтлээс (HAZ) сэргийлдэг бөгөөд өндөр (MHz) давталтын хурд нь олон өндөр үнэтэй эмнэлгийн хэрэгслийн өртөг хэмнэлттэй дамжуулах хурдыг баталгаажуулдаг.
Мэдээжийн хэрэг, манай салбарт бараг хэн ч ганц лазер ашиглах шаардлагагүй. Үүний оронд тэдэнд лазер дээр суурилсан машин хэрэгтэй бөгөөд одоо эмнэлгийн хэрэгслийг зүсэх, өрөмдөхөд оновчтой болгосон олон тусгай машинууд байдаг. Үүний нэг жишээ бол Coherent-ийн StarCut Tube цуврал бөгөөд үүнийг шилэн лазер, фемтосекунд лазер эсвэл хоёр төрлийн лазерыг хослуулсан эрлийз хувилбар болгон ашиглаж болно.
Эмнэлгийн хэрэгслийн мэргэшил гэдэг нь юу гэсэн үг вэ? Эдгээр төхөөрөмжийн ихэнхийг захиалгат загвар дээр үндэслэн хязгаарлагдмал хэмжээгээр үйлдвэрлэдэг. Тиймээс уян хатан байдал, ашиглахад хялбар байдал нь гол хүчин зүйлүүд юм. Олон төхөөрөмжийг бэлдэцээс үйлдвэрлэдэг боловч зарим эд ангиудыг хавтгай бэлдэцээс нарийвчлалтай боловсруулсан байх ёстой; ижил машин нь үнэ цэнийг нь хамгийн их байлгахын тулд хоёуланг нь зохицуулах ёстой. Эдгээр хэрэгцээг ихэвчлэн олон тэнхлэгтэй CNC хяналттай (xyz ба эргэлдэгч) хөдөлгөөн, энгийн програмчлал, хяналтад зориулсан хэрэглэгчдэд ээлтэй HMI-ээр хангадаг. StarCut Tube-ийн хувьд шинэ хоолой ачаалах модулийн сонголт нь 3 м хүртэл урттай хоолойд зориулсан хажуугийн ачаалах дэлгүүр (StarFeed гэж нэрлэдэг) болон зүссэн бүтээгдэхүүнийг ялгагчтай тул бүрэн автоматжуулсан үйлдвэрлэл хийх боломжийг олгодог.
Эдгээр машинуудын үйл явцын уян хатан байдлыг нойтон болон хуурай зүсэлтийг дэмжих, туслах хий шаарддаг процессуудад хялбархан тохируулж болох хүргэлтийн хошуугаар улам бүр сайжруулдаг. Орон зайн нягтрал нь маш жижиг эд ангиудыг боловсруулахад онцгой чухал бөгөөд энэ нь термомеханик тогтвортой байдал нь машины цехүүдэд ихэвчлэн тохиолддог чичиргээний нөлөөллийг арилгадаг гэсэн үг юм. StarCut Tube цуврал нь олон тооны боржин чулуун элементүүдээр бүхэл бүтэн зүсэлтийн тавцанг бүтээснээр энэ хэрэгцээг хангадаг.
NPX Medical нь эмнэлгийн хэрэгсэл үйлдвэрлэгчдэд дизайн, инженерчлэл, нарийн лазер зүсэх үйлчилгээ үзүүлдэг харьцангуй шинэ гэрээт үйлдвэрлэгч юм. 2019 онд байгуулагдсан тус компани нь чанартай бүтээгдэхүүн, хариу үйлдэл үзүүлэх чадвараараа салбартаа нэр хүндтэй болж, мэдрэлийн судасны, зүрх судасны, бөөрний, нурууны, ортопедийн, эмэгтэйчүүдийн болон ходоод гэдэсний мэс заслын мэс засал зэрэг олон төрлийн мэс заслын процедурт зориулсан стент, суулгац, хавхлагын стент, уян хатан хүргэлтийн хоолой зэрэг олон төрлийн төхөөрөмжийг дэмждэг. Үүний гол лазер зүсэгч нь 200 ваттын дундаж хүчин чадалтай StarFiber 320FC бүхий StarCut Tube 2+2 юм. NPX-ийн үүсгэн байгуулагчдын нэг Майк Брензел "үүсгэн байгуулагчид олон жилийн эмнэлгийн хэрэгслийн дизайн, үйлдвэрлэлийн туршлагатай - нийт 90 гаруй жил" гэж тайлбарлаж, өмнө нь шилэн лазер ашигладаг StarCut төст машинуудтай ажиллаж байсан туршлагатай. Бидний ажлын ихэнх нь нитинол зүсэлттэй холбоотой бөгөөд шилэн лазер нь бидэнд шаардлагатай хурд, чанарыг хангаж чадна гэдгийг бид аль хэдийн мэддэг. Зузаан ханатай хоолой, зүрхний хавхлага гэх мэт төхөөрөмжүүдийн хувьд бидэнд хурд хэрэгтэй бөгөөд USP лазер нь бидний хэрэгцээнд хэтэрхий удаан байж магадгүй юм. Нэмж дурдахад Их хэмжээний үйлдвэрлэлийн захиалга хүртэл - бид жижиг хэсгүүдэд мэргэшсэн - ердөө 5-150 ширхэг - бидний зорилго бол том компаниудын захиалга өгснөөс хойш хэдэн долоо хоногийн дараа хийдэгтэй харьцуулахад дизайн, програмчлал, зүсэлт, хэлбэржүүлэлт, боловсруулалт, шалгалт зэрэг эдгээр жижиг хэсгүүдийн эргэлтийг хэдхэн хоногийн дотор дуусгах явдал юм." Хурдны талаар дурдахаас гадна Брензел машины найдвартай байдлыг гол давуу тал гэж дурдсан бөгөөд сүүлийн 18 сарын турш тасралтгүй ажилласан хугацаанд нэг ч удаа үйлчилгээний дуудлага шаардаагүй.
Зураг 2. NPX нь дараах боловсруулалтын олон төрлийн сонголтыг санал болгодог. Энд үзүүлсэн материал нь 5 мм OD болон 0.254 мм ханын зузаантай T316 зэвэрдэггүй ган юм. Зүүн хэсгийг нь зүсэж/микробластаар, баруун хэсгийг нь электропульсээр өнгөлсөн.
Нитинол эд ангиас гадна тус компани кобальт-хромын хайлш, тантал хайлш, титаны хайлш болон олон төрлийн эмнэлгийн зэвэрдэггүй ганг өргөн ашигладаг. Лазер боловсруулалтын менежер Жефф Хансен тайлбарлахдаа: "Машины уян хатан байдал нь бас нэг чухал хөрөнгө бөгөөд хоолой болон хавтгай зэрэг маш олон төрлийн материалыг огтлоход дэмжлэг үзүүлэх боломжийг олгодог. Бид цацрагийг 20 микрон цэг хүртэл чиглүүлж чаддаг бөгөөд энэ нь илүү олон хүнд хэрэгтэй. Нимгэн хоолой маш хэрэгтэй. Эдгээр хоолойн зарим нь ердөө 0.012 инчийн ID хэмжээтэй бөгөөд хамгийн сүүлийн үеийн шилэн лазерын оргил чадлын дундаж чадалтай харьцуулсан өндөр харьцаа нь бидний зүсэх хурдыг хамгийн их байлгахын зэрэгцээ хүссэн ирмэгийн чанарыг хангадаг. Бидэнд 1 инч хүртэлх гадна диаметртэй том бүтээгдэхүүний хурд зайлшгүй хэрэгтэй."
Нарийвчлалтай зүсэлт болон хурдан хариу үйлдэл үзүүлэхээс гадна NPX нь дараах боловсруулалтын бүрэн хэмжээний технологи, мөн салбартаа өргөн туршлагаа ашигладаг цогц дизайны үйлчилгээг санал болгодог. Эдгээр аргуудад электро өнгөлгөө, элс цацах, даршилж авах, лазер гагнах, дулааны тохиргоо, хэлбэржүүлэх, идэвхгүйжүүлэх, Af температурын туршилт, ядрах туршилт зэрэг орно. Ирмэгийн өнгөлгөөг хянахын тулд дараах боловсруулалтыг ашиглах нь ихэвчлэн өндөр ядаргаатай эсвэл бага ядаргаатай хэрэглээний талаар ярьж байгаагаас хамаарна гэж Брензел хэлэв. "Ихэвчлэн бид өндөр ядаргаатай эсвэл бага ядаргаатай хэрэглээний талаар ярьж байгаагаас хамаарна. Жишээлбэл, зүрхний хавхлага гэх мэт өндөр ядаргаатай эд анги нь дараах боловсруулалтын явцад ашиглалтын хугацаанд тэрбум удаа нугарч магадгүй юм. Алхам болгон бүх ирмэгийн радиусыг нэмэгдүүлэхийн тулд элс цацах аргыг ашиглах нь чухал юм. Гэхдээ хүргэх систем эсвэл чиглүүлэгч утас гэх мэт бага ядаргаатай эд ангиуд нь ихэвчлэн өргөн хүрээтэй дараах боловсруулалт шаарддаггүй." Дизайны мэргэжлийн хувьд Брензел тайлбарлахдаа, үйлчлүүлэгчдийн дөрөвний гурван хувь нь FDA-ийн зөвшөөрөл авахад NPX-ийн тусламж, ур чадварыг ашиглахын тулд дизайны үйлчилгээгээ ашигладаг. Тус компани "салфетканы ноорог" концепцийг богино хугацаанд эцсийн хэлбэрээр нь бүтээгдэхүүн болгоход маш сайн.
Motion Dynamics (Фруитпорт, Мичиган) нь захиалгаар хийсэн жижиг пүрш, эмнэлгийн ороомог, утсан угсралт үйлдвэрлэгч бөгөөд түүний зорилго нь хичнээн төвөгтэй эсвэл боломжгүй мэт санагдаж байсан ч хэрэглэгчийн асуудлыг аль болох богино хугацаанд шийдвэрлэх явдал юм. Эмнэлгийн хэрэгслийн хувьд энэ нь голчлон мэдрэлийн судасны мэс заслын нарийн төвөгтэй угсралтыг онцолдог бөгөөд үүнд "татах утас" угсралт зэрэг жолоодлоготой катетер төхөөрөмж зэрэг хэрэглээнд зориулсан өндөр чанартай утсан угсралтыг зохион бүтээх, үйлдвэрлэх, угсрах зэрэг орно.
Өмнө дурдсанчлан, шилэн кабель эсвэл USP лазерыг сонгох нь инженерийн сонголтоос гадна дэмжигдсэн тоног төхөөрөмж, процессын төрлөөс хамаарна. Motion Dynamics-ийн ерөнхийлөгч Крис Витам тайлбарлахдаа: “Мэдрэлийн судасны бүтээгдэхүүнд ихээхэн анхаарал хандуулсан бизнесийн загварт үндэслэн бид дизайн, гүйцэтгэл, үйлчилгээний хувьд ялгаатай үр дүнг гаргаж чадна. Бид зөвхөн өөрсдийн хэрэглэдэг эд ангиудыг үйлдвэрлэхэд лазер зүсэлтийг ашигладаг. , бидний мэргэшил, нэр хүнд болсон өндөр үнэ цэнэтэй, “хэцүү” эд ангиудыг үйлдвэрлэхэд; бид лазер зүсэлтийг гэрээт үйлчилгээ болгон санал болгодоггүй. Бидний хийдэг ихэнх лазер зүсэлтийг USP лазераар хамгийн сайн хийдэг болохыг бид олж мэдсэн бөгөөд олон жилийн турш би эдгээр лазеруудын аль нэгтэй StarCut Tube ашиглаж байна. Манай бүтээгдэхүүний эрэлт хэрэгцээ өндөр байгаа тул бид өдөрт хоёр 8 цагийн ээлжтэй, заримдаа бүр гурван ээлжтэй бөгөөд 2019 онд энэхүү өсөлтийг дэмжихийн тулд өөр нэг StarCut Tube авах шаардлагатай болсон. Гэхдээ энэ удаад бид фемтосекундын USP лазер болон шилэн лазерын шинэ эрлийз загваруудын нэгийг сонгохоор шийдсэн. Бид мөн үүнийг StarFeed-тэй хослуулсан. ачигч/буулгагчийг ашиглан бид зүсэлтийг бүрэн автоматжуулж чадна - оператор зүгээр л хоосон зайг хийнэ. Хоолойг тэжээгч рүү ачаалж, бүтээгдэхүүний програм хангамжийн үйлдлийн програмыг эхлүүлнэ.
Зураг 3. Энэхүү уян хатан зэвэрдэггүй ган дамжуулах хоолойг (харандаа баллуурын хажууд харуулав) Монакогийн фемтосекундын лазераар зүссэн.
Витам нэмж хэлэхдээ, тэд хааяа энэ машиныг хавтгай зүсэлт хийхэд ашигладаг ч цагийнхаа 95 гаруй хувийг удирддаг катетер угсралтуудад зориулсан цилиндр хэлбэртэй бүтээгдэхүүн болох гипотуб, ороомог болон спираль, түүний дотор профиль хэлбэртэй үзүүр болон зүссэн нүхийг зүсэх зэрэг бүтээх эсвэл өөрчлөхөд зарцуулдаг гэжээ. Эдгээр бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг эцсийн эцэст аневризмыг засах, тромбус арилгах зэрэг процедурт ашигладаг. Энэ нь зэвэрдэггүй ган, цэвэр алт, цагаан алт, нитинол зэрэг төрөл бүрийн металл дээр лазер зүсэгч ашиглахыг шаарддаг.
Зураг 4. Хөдөлгөөний динамик нь лазер гагнуурыг өргөнөөр ашигладаг. Дээрх ороомгийг лазер зүссэн хоолойд гагнасан.
Лазерын сонголтууд юу вэ? Витам тайлбарлахдаа, маш сайн ирмэгийн чанар, хамгийн бага керф нь ихэнх эд ангиудад чухал ач холбогдолтой тул тэд анх USP лазерыг илүүд үзсэн. Нэмж дурдахад, компанийн ашигладаг материалыг эдгээр лазеруудын аль нэгээр нь огтлох боломжгүй бөгөөд зарим бүтээгдэхүүндээ цацраг туяаны маркер болгон ашигладаг жижиг алтан эд ангиудыг оруулаад. Гэхдээ тэрээр шилэн лазер болон USP зэрэг шинэ эрлийз сонголтууд нь хурд/ирмэгийн чанарын асуудлыг оновчтой болгоход илүү уян хатан байдлыг олгодог гэж нэмж хэлэв. "Шилэн кабель нь илүү өндөр хурдыг хангаж чадна гэдэгт эргэлзэх зүйл алга" гэж тэр хэлэв. "Гэхдээ бидний хэрэглээний онцгой чиглэлийн улмаас энэ нь ихэвчлэн химийн болон хэт авианы цэвэрлэгээ эсвэл электро өнгөлгөө гэх мэт ямар нэгэн төрлийн дараах боловсруулалт гэсэн үг юм. Тиймээс эрлийз машинтай байх нь бидэнд аль ерөнхий процессыг сонгох боломжийг олгодог - дангаараа USP эсвэл шилэн болон дараах боловсруулалтын боловсруулалт - бүрэлдэхүүн хэсэг бүрт хамгийн оновчтой. Энэ нь бидэнд ижил эд ангиудыг эрлийз аргаар боловсруулах боломжийг судлах боломжийг олгодог, ялангуяа том диаметр болон ханын зузаантай холбоотой үед: шилэн лазераар хурдан зүсэх, дараа нь нарийн зүсэлт хийхэд фемтосекунд лазер ашиглах." Тэрээр USP лазер нь тэдний хамгийн эхний сонголт хэвээр байх болно гэж найдаж байна, учир нь тэдний лазер зүсэлтийн ихэнх нь 4-6 мянган футын ханын зузаантай байдаг ч 1-20 мянган футын ханын зузаантай зэвэрдэггүй ган хоолойтой тулгардаг.
Эцэст нь хэлэхэд, лазер зүсэлт болон өрөмдлөг нь янз бүрийн эмнэлгийн хэрэгсэл үйлдвэрлэх гол үйл явц юм. Өнөөдөр гол лазер технологийн дэвшил болон салбарын тодорхой хэрэгцээнд тохируулан өндөр оновчлолтой машинуудын ачаар эдгээр үйл явцыг ашиглахад хялбар бөгөөд өмнөхөөсөө илүү сайн үр дүнд хүргэж байна.