微制造在醫(yī)療器械制造中變得越來(lái)越重要，精確的公差，最小的熱輸出和微型化是其發(fā)展的關(guān)鍵。激光技術(shù)為微制造工藝提供了更多的可能性，比如可以實(shí)現(xiàn)微米級(jí)的材料去除，在不與材料發(fā)生物理接觸的情況下制造零件等。激光制造工藝的顯著優(yōu)勢(shì)包括：更好的微型化、無(wú)菌成型工藝、更快的樣機(jī)設(shè)計(jì)和醫(yī)療器械的制造。

基于激光的醫(yī)療器械制造業(yè)市場(chǎng)每年都在增長(zhǎng)，決策者需要考慮改變某些醫(yī)療器械制造工藝以更好的整合激光制造的好處。這里所說(shuō)好處包括：以較低的成本管理疾病、提供家庭和移動(dòng)護(hù)理、防止污染等。激光為醫(yī)療設(shè)備的制造帶來(lái)了難以置信的好處。這包括將生物和納米結(jié)構(gòu)材料納入更好控制、具有更高靈敏度和更廣泛適用性的醫(yī)療支架等裝置中。

醫(yī)療器械制造業(yè)所面臨的問(wèn)題不僅僅是要提高生產(chǎn)效率和節(jié)約成本。住院護(hù)理已經(jīng)變得成本高昂，統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，門(mén)診和家庭護(hù)理是未來(lái)醫(yī)療設(shè)備制造的前沿陣地。激光微制造是先進(jìn)醫(yī)療技術(shù)的重要組成部分，可用于家庭、移動(dòng)醫(yī)療服務(wù)和門(mén)診等環(huán)境。目前較為先進(jìn)的激光制造技術(shù)包括如下：

激光燒蝕（Laserablation）

激光燒蝕技術(shù)因其多功能性而被認(rèn)為是頂級(jí)的醫(yī)療制造工藝之一。制造商可以一次去除一微米厚的材料層，從而以極高的精度對(duì)醫(yī)療設(shè)備進(jìn)行制造。該技術(shù)可在宏觀和微觀兩個(gè)層面上發(fā)揮作用，可用于金屬和聚合物，用于多種醫(yī)療產(chǎn)品，包括神經(jīng)血管、心血管和導(dǎo)管產(chǎn)品等。

這項(xiàng)技術(shù)可以用多種激光器進(jìn)行，包括準(zhǔn)分子激光器、超快激光器和二氧化碳、半導(dǎo)體泵浦激光器等。激光燒蝕技術(shù)的應(yīng)用包括：

●去除電纜涂層

●導(dǎo)管端部塑形

●制造微型手術(shù)器械

●建立微植體

●球囊表面紋理化

激光燒蝕技術(shù)的潛力幾乎是無(wú)限的，因?yàn)樗捎昧祟愃朴谠霾闹圃斓募夹g(shù)理念。但該方法不是一次添加一層，而是去除一層，直到達(dá)到所需的規(guī)格。該技術(shù)擴(kuò)展了微制造能力的范圍。

激光切割（LaserCutting）

激光切割是使用激光束通過(guò)熔化或燒蝕材料來(lái)進(jìn)行材料切割。同軸氣體噴嘴用于去除廢料。這是目前最常用的醫(yī)療制造技術(shù)之一，因?yàn)樗?jiǎn)單、快速且無(wú)污染。該工藝通常使用光纖或Nd:YAG（釹釔鋁石榴石）激光器。超快激光用于切割可以消除浪費(fèi)的熱量和產(chǎn)生的毛刺，同時(shí)確保切割的邊緣整齊。

協(xié)作機(jī)器人手臂集成到一個(gè)紫外DPSS激光生產(chǎn)工作單元。

激光切割在醫(yī)療器械制造的應(yīng)用包括：制造支架、心臟瓣膜、醫(yī)療工具和設(shè)備組件。激光切割的好處主要包括：可以控制零件變形最小化、精確的切割能力、無(wú)工具磨損、更快的樣機(jī)制作以及可切割大多數(shù)金屬和材料。目前可以使用激光切割制造的一些頂級(jí)產(chǎn)品包括：

●薄壁支架

●拉環(huán)

●定制的醫(yī)療器械

●傳送系統(tǒng)組件

●精密管切割

●生物可吸收支架

●能夠自定義幾何形狀的設(shè)備零件和組件

●鎳鈦合金材料的激光切割

鎳鈦合金的切割是一種特殊的超快激光切割工藝，多用于導(dǎo)管組件的材料加工。任何制造過(guò)程都會(huì)產(chǎn)生熱量，這對(duì)今天的智能材料來(lái)說(shuō)都是一個(gè)大問(wèn)題，比如鎳鈦合金。切割導(dǎo)管用的彈性薄片需要特殊的激光處理，包括飛秒激光和連續(xù)波激光。這一過(guò)程不會(huì)損壞材料的菱形組織結(jié)構(gòu)。超快切割消除了切割過(guò)程中的大部分熱能輸出，并提供了一種可靠的切割工藝，使鎳鈦合金的底層結(jié)構(gòu)保持完整。

激光焊接（LaserWelding）

激光焊接可以將兩種相似的材料連接起來(lái)，而不需要傳統(tǒng)焊接中所必需的填充材料。該技術(shù)在醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用主要包括能夠連接尺寸太小而無(wú)法通過(guò)其他方法連接的零件。該技術(shù)可以利用工業(yè)激光器，其對(duì)激光功率水平具有精確控制、測(cè)量和監(jiān)視功能。一般來(lái)說(shuō)，使用最小的熱量，焊接過(guò)程需要有經(jīng)驗(yàn)的技術(shù)人員使用光學(xué)顯微鏡和微操作器。激光焊接在醫(yī)療設(shè)備制造中的應(yīng)用包括：

●修復(fù)損壞的儀器

●焊接拉環(huán)組件

●連接線纜

●輸送系統(tǒng)的焊絲組件

●眼科、介入心臟病學(xué)、運(yùn)動(dòng)醫(yī)學(xué)、神經(jīng)血管和電生理裝置的焊接組件

激光鉆孔（LaserDrilling）

激光鉆孔是激光燒蝕的一個(gè)子類別，它可以一次在金屬和聚合物上鉆孔，在材料上形成指定微寬度的沉孔或者通孔。傳統(tǒng)方法無(wú)法鉆出寬度只有幾微米的小孔。該技術(shù)在醫(yī)療制造中最常見(jiàn)的用途是鉆輸液導(dǎo)管孔和栓塞保護(hù)過(guò)濾器。得益于精密激光鉆孔的設(shè)備包括：

●球囊導(dǎo)管

●微孔陣列

●輸液導(dǎo)管

●導(dǎo)流孔

●栓塞保護(hù)過(guò)濾器

●血糖監(jiān)測(cè)傳感器

●血管修復(fù)氣囊

●起搏器組件

●送藥氣球

激光微加工在當(dāng)今的醫(yī)療制造過(guò)程中已經(jīng)變得越來(lái)越重要。這種方法不需要使用昂貴的光掩模，在現(xiàn)有技術(shù)條件下，可以達(dá)到盡可能高的精確度。因?yàn)榧す馓幚磉^(guò)程使用了足夠大的光電子來(lái)完成這項(xiàng)工作，而不會(huì)解離聚合物的化學(xué)鍵，因此這項(xiàng)技術(shù)在處理聚合物基材時(shí)特別有效。

醫(yī)療制造對(duì)速度的追求

研究統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)和業(yè)界的相關(guān)資料強(qiáng)烈支持這樣一種觀點(diǎn)：制造速度是醫(yī)療制造業(yè)發(fā)展的一個(gè)重要因素。監(jiān)管障礙、成本超支和具有競(jìng)爭(zhēng)力的技術(shù)，使得每一項(xiàng)制造計(jì)劃都必須依賴速度來(lái)盈利。激光制造提供了必要的速度，以滿足交期、降低成本和實(shí)現(xiàn)微型化的目標(biāo)。該工藝在滿足敏捷制造對(duì)于競(jìng)爭(zhēng)激烈的醫(yī)療行業(yè)的需求方面，明顯優(yōu)于老牌的瑞士加工設(shè)備和電火花加工。

延伸閱讀

醫(yī)療行業(yè)正在發(fā)生日新月異的變化，除了目前能完全滿足UDI要求的醫(yī)療器械耐腐蝕深黑打標(biāo)技術(shù)和3D打印技術(shù)，其他如不同行業(yè)之間的跨界，5G通信技術(shù)等，都正在為醫(yī)療行業(yè)帶來(lái)更多的機(jī)遇。

“5G浪潮之后，通信的速度變得更快，醫(yī)療數(shù)字化開(kāi)始變得現(xiàn)實(shí)可行。其實(shí)激光在這方面擁有多重優(yōu)勢(shì)，通快的激光器和激光系統(tǒng)已經(jīng)預(yù)留了滿足工業(yè)4.0要求的接口，客戶可以輕易實(shí)現(xiàn)狀態(tài)監(jiān)控，很多數(shù)據(jù)也是可以感知的?！蓖欤ㄖ袊?guó)）有限公司電子行業(yè)經(jīng)理張潮在前不久的Medtec展會(huì)上接受本刊采訪時(shí)說(shuō)。

據(jù)他介紹，在醫(yī)療領(lǐng)域，目前不少激光公司主要關(guān)注點(diǎn)在醫(yī)療器械的制造上，其實(shí)激光完全有可能從事醫(yī)療治療的一些解決方案，比如做一些基因探測(cè)，或者用激光治療一些血栓之類的疾病等等。

“如果要做一些精準(zhǔn)化的醫(yī)療，激光是最合適不過(guò)的工具，因?yàn)闆](méi)有任何工具能夠像激光這么精準(zhǔn)。”他強(qiáng)調(diào)道。