突破 | 全球首款用于制造醫療器械的空心光纖

時間：2023-1-16 閱讀：371

　　支架是外科醫生插入收縮血管以保持其打開的半彈性金屬絲網管。在人口迅速老齡化的工業化國家，像這樣的微創外科手術正變得越來越普遍，并且取代了高風險的手術方式。僅主動脈支架這一領域，據統計，2022 年我國市場規模預計為19.5億元，2017-2022年復合增速超13%。在美國，每年就有超過200萬個支架被植入，而且這一數字一直在增長。

　　超短脈沖激光作為精密加工手段，具有加工后邊緣無毛刺，無熱影響的明顯優勢，被醫療器械制造商廣泛使用。更重要的是，新型支架不斷獲批上市，他們大多由激光切割而成。

激光可加工不銹鋼，鎳鈦，鉻鈷靶 (CrCo)，高分子聚合物等支架材料

　　進入醫療制造市場并非易事。醫療器械市場受到世界各地監管機構的嚴格控制。可想而知，管理質量和認證的法律法規非常嚴格。因此，支架切割機的主要制造商在他們之間瓜分了該行業。

　　帶來商機

　　模塊化和緊湊的設計

　　德國Alpine公司公司長期致力于開發專門用于醫療器械生產制造的專用激光切割系統。更小、更快是Alpine和創始人 Joe Kempf 對醫療器械行業打上的標簽。Joe Kempf 表示，“我們了解什么有效，什么無效，以及機器需要做什么。為了解決傳統激光切割設備在可用性比較差的問題，我們工作站的各個方面都經過優化。”

　　用于超短脈沖激光器的新型光纜意味著 Joe Kempf 可以使他的機器比市場競爭對手的機器更緊湊。

老牌制造商無法跟上對支架不斷增長的需求，我們有解決方案

　　他們將激光切割系統與市場上幾乎所有其他系統進行了基準測試。任何此類機器的設計總是涉及一個關鍵的權衡：一方面，機器應該易于擴展，從而允許廉價的制造；另一方面，它應該是高度可定制和配置的，可以滿足每位用戶的要求。“我們意識到模塊化設計是將這兩個目標結合起來的唯一途徑，” Kempf 說。

　　Alpine公司提出了一種系統設計，該系統可以將微加工高質量組件的速度提升500%。這主要是得益于他們在開發堅固靈活的工具方面投入了大量精力。例如，更換工裝夾具、校準光學元件、設置參數，只需不到五分鐘的時間。這意味著Alphine的設備比市面上所有系統都要快得多。更重要的是，它的占地面積僅為 1.2 × 0.7 米，是業內最小的支架制造設備。

　　空心光纖

　　讓超短脈沖激光穩定傳輸成為可能

　　當然，該設備的光源依然選擇了超短脈沖(USP)激光器：如果沒有飛秒激光器，它就不可能加工直徑為0.25毫米、壁厚僅為0.5毫米的管材，同時具有光滑邊緣和微小的支柱。然而，正如 Kempf 所解釋的那樣，靈活并不是超短脈激光器的優勢，“這可能會導致一些問題在我們開發模塊化平臺策略上，我們可以在所有機器配置中使用大多數通用系統組件，包括超短脈沖激光器和脈沖連續光纖激光器。”

激光可加工不銹鋼，鎳鈦，鉻鈷靶 (CrCo)，高分子聚合物等支架材料

　　Kempf 發現，通快正在研制光纖傳輸的超短脈沖激光器。“我們立即意識到這是模塊化設計的關鍵，新型激光光纜由空心光纖制成，也就是說超短脈沖激光脈沖可以穩定地從A傳遞到B，過程中不會有任何損失。這意味著我們可以將激光光源與切割光學器件分開，而無需在加工區域附近安裝笨重的激光主機，”Kempf 解釋道。“這使得機器更加緊湊，并使我們能夠標準化對超短脈沖激光器和光纖激光器的進行機器設計。

　　Alpine公司很快聯系了通快，隨后兩家公司就與Alpine Laser的Medicut Pro的開發進行了合作。這是有史以來第一臺使用超短脈沖激光器和空心光纖輸送進行工業規模的生產的機器。