医疗器械博览会|超快激光技术重塑医疗制造格局的四条路径
2025-08-14
医疗器械博览会指出,过去数十年来,医疗器械制造领域已取得重大突破,为制造商、供应商和患者带来更多创新成果。超快激光技术可助力企业更快打造更多尖端产品。这些技术进步既有助于企业应对日益增长的市场需求,又能提供改善使用者疗效的优质产品。
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01.加速标记方法
法规要求医疗器械必须带有可追溯的识别标记,以防伪劣产品混入。
激光标记技术可完美契合这些要求,因为激光标记不会像油墨标记那样易脱落,且能承受医疗环境中反复进行的消毒和灭菌过程。客户可为医疗器械激光标记选择多样化设计,包括数字、文字、图像或可扫描代码。
部分推动医疗器械生产行业发展的企业已着手研究如何通过超快激光提高产出指标。某企业开发的系统集成皮秒光纤激光器,在不锈钢医用导丝标记作业中将产能提升最高达550%。
此类激光器广泛应用于骨科领域,可在骨骼愈合过程中保持正确对位,更广泛应用于医疗缝合手术。人们还使用医用金属导丝制作用于治疗动脉阻塞的支架,根据生物相容性需求以及体内植入物是否存在长期腐蚀风险,选择特定的不锈钢合金。
制造商应考虑通过实施其他内部流程优化来进一步提升超快激光加工效果,减少操作失误。重复标记或标记位置错误是两种常见失误,均会导致产品报废。然而,自动化系统可以识别现有标记或准确定位产品,避免出现这些问题并保持高产出。
这种工艺流程改进展示了其他先进生产系统如何与激光设备协同工作,满足生产商的质量控制标准。
02.满足新兴需求
研究人员在意识到特定人群面临特殊健康挑战后,开发了许多可通过合适产品解决问题的医疗器械。韩国某研究团队就意识到,随着人口老龄化,血管疾病将成为日益严重的问题,所以希望开发一种治疗血管疾病的设备。由此便诞生了采用激光表面纹理处理的支架,以解决传统支架的诸多问题。
传统金属支架通常会因平滑肌细胞增殖而导致血管再次狭窄。这种情况最早可能在植入后一个月内发生。药物洗脱支架能缓解该问题,但会增加血栓风险,且患者需服用特定药物降低风险。
这种新技术利用超快激光在支架表面蚀刻纳米级和微米级的皱纹图案。实验表明,该技术使激光处理区域的平滑肌细胞生长减少了75%。
此外,新生血管数量增加了一倍。研究人员表示,纳秒激光形成的图案可使其无需药物即可选择性控制血管细胞的反应。他们还指出,这类激光设备的广泛普及提升了商业化潜力,制造商可借此大规模生产具有精确效果的图案化支架。
研究人员还探索开发了其他提高手术成功率的高科技手段。例如运用人工智能输送药物并降低植入物排斥率。所有手术对患者而言均存在风险。但此类技术进步能改善治疗效果,增强患者接受推荐疗法的信心。
03.超快激光技术降低污染风险
医疗器械污染是可能危及生命的严重问题。术中可能因气溶胶颗粒、污染的手术手套,或外科医生在植入设备前触碰患者皮肤导致污染。
然而,医疗器械生产环节也可能发生污染,给涉事企业带来重大法律与声誉风险。
医疗机构可通过机器人手术或器械清洁设备减少该问题的发生。这种方法通常能减少患者与器械的人为接触,通过标准化操作提升整体卫生水平。专业自动化生产也能产生类似积极效果。
例如,对于全自动激光纹理加工与标记系统,操作人员可根据需求在飞秒、皮秒和纳秒激光之间切换,实现纹理添加、永久黑色标记或普通标记/雕刻。
集成3D视觉系统可识别单个器械的大小和形状。该设备还能自动存储待加工零件批次的详细信息,并记录相关数据,确保用户能在遵循所有内部规范流程的同时,保持生产顺畅进行。
该设备配备六轴机器人系统和无接触激光技术,可杜绝污染风险。其通用性极强,制造商可加工从骨科植入物到骨螺钉等多种设备相较喷砂等其他工艺,激光技术能实现更精准的控制。对于准备以超快激光拥抱工业4.0革命的企业而言,这台功能明确的设备能无缝整合至现有流程。
04.使用超快激光加工聚合物管材
医用聚合物管材广泛应用于泌尿引流、给药装置等领域。这些产品具有生物相容性、柔韧性和耐化学性,非常适合医疗用途。制造商通过钻孔或切割工艺对材料进行成型加工。
然而,这些加工必须遵循特定加工程序,以避免引入杂质或损伤周围材料。冷加工技术因能降低热影响而更受制造商青睐。在两种激光方案中,其中一种是采用飞秒或皮秒级超快激光,通过气化而非熔化的方式加工材料。
研究人员测试了这两种激光在不同类型医用管材上钻孔的效果,发现效果因材料而异。飞秒激光能在尼龙管上打出精确孔洞,且无明显颜色变化。
但该工艺会导致聚氨酯管材变色,推测是热量积聚所致。项目组建议采用气冷或水冷法解决此问题。此外,皮秒激光会在钻孔周围造成过度熔化,强调了对医疗器械影响进行测试和理解的必要性。
超快激光将持续优化医疗产品制造商的生产工艺。无论决策者是想改进特定环节还是实现全流程自动化,现有技术已展现出令人振奋的可能性,而医疗器械行业还会迎来更多突破。
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