I. "Kuldne partner" täpse meditsiiniseadme tootmises
Biomeditsiinivaldkonnas on meditsiiniseadmete täpsus ja ohutus patsientide elu ja tervise jaoks ülioluline. Laseri keevitusmasinatest on nende ainulaadsete eeliste tõttu muutunud tootmisprotsessi võtmevarustuseks. Võtke näitena südamestimulaator: selle sisemised vooluringid ja korpus nõuavad äärmiselt kõrget kvaliteetset keevitamist. See ei pea mitte ainult tagama elektriühenduste stabiilsuse, vaid peab säilitama ka õhukindluse, et vältida kehavedelike sisenemist ja mõjutamisse seadme funktsionaalsust. Laserkeevitusmasinad võivad mikroni - taseme täpsuse keevitamise saavutamiseks keskenduda kõrge - energiaga laserkiirele, ühendades kindlalt vooluahelad ja korpuse pisikeses ruumis.
Tegelikus tootmises, kontrollides laserimpulsi sagedust {{0}} Hz ja impulsi laiuse vahel {0 vahel. 5 - 2 ms, saab soojuse - mõjutatud tsooni piirduda 0. 1 mm². See väldib materiaalse deformatsiooni ja jõudluse halvenemist, mis võib ilmneda traditsiooniliste keevitusmeetodite korral, suurendades märkimisväärselt südamestimulaatorite usaldusväärsust. Statistika näitab, et pärast laserkeevitustehnoloogia vastuvõtmist on südamestimulaatorite hüljeste ebaõnnestumise määr vähenenud 3% -lt traditsiooniliste protsessidega alla 0,5% -ni.
Sarnaselt on kunstlike vuukide tootmisel hädavajalikud laserkeevitusmasinad. Kunstlikel liigestel peavad olema sellised omadused nagu kõrge tugevus, korrosioonikindlus ja biosobivus. Laserkeevitamine võib usaldusväärselt ühendada erinevate materjalide (näiteks titaanisulami ja keraamiliste) komponente, ilma et see kahjustaks materjali jõudlust. Puusaliigese proteeside tootmisel on laser sügava keevitustehnoloogia kaudu keevitatud titaansulamist vars ja keraamiline reieluu pea ning keevisõmbluse tugevus võib ulatuda enam kui 90% -ni alusmaterjalist.
See võimaldab kunstlikel liigestel pikka aega inimkehas stabiilselt töötada, aidates patsientidel normaalse liikuvuse taastada. Mõned kõrged kunstlikud liigesetooted kasutavad ka laserkeevitamist pinna mikrostruktuuri töötlemiseks, mis soodustab luurakkude kinnitumist ja kasvu ning kiirendab operatsioonijärgset rehabilitatsiooniprotsessi.
Ii. Minimaalselt invasiivsete sekkumisseadmete "nähtamatu käsitööline"
Minimaalse trauma eeliste ja kiire taastumise eeliste tõttu on kliinilises ravis üha enam rakendatud minimaalselt invasiivset invasiivset operatsiooni. Minimaalselt invasiivsete sekkumiste täpsus mõjutab otseselt kirurgilist tulemust. Laseri keevitusmasinad mängivad olulist rolli minimaalselt invasiivsete sekkumisseadmete, näiteks kateetrite, juhtmete ja stentide tootmisel.
Vaskulaarsed stendid on tavaliselt südame -veresoonkonna haiguste töötlemiseks kasutatavad seadmed. Nende struktuur on keeruline ja vajavad ranget mõõtmete täpsust. Laseri keevitusmasinad võivad keevitada õhukesed metallitorud, mille paksus on ainult 0.
Näiteks ravimite valmistamisel kontrollib laserkeevitamine stendi tugipunkti laiust täpselt umbes 0. 15mm, tagades, et stent suudab veresoonte seina tõhusalt toetada, põhjustamata veresoonte liigset ärritust. Lisaks saavad kateetrite ja juhtmete keevitamise jaoks laserkeevitusmasinad saavutada sujuvaid ühendusi ilma burrsita või eenditeta.
Neurointerventsiooni valdkonnas on mikrokateetrite välimine läbimõõt tavaliselt alla 1 mm. Laseri keevitamine kontrollib täpselt energiasisendit, nii et välimise läbimõõdu suurenemine keevituspunktis ei ületaks 0. 05mm, vähendades operatsiooni ajal veresoonte ja kudede kahjustuste kahjustumist ning parandades operatsiooni ohutust ja edukuse määra. Uuringud on näidanud, et laserkeevitusel valmistatud mikrokateetrite kohaletoimetamise edukuse määr keerulistes tserebrovaskulaarsetes sekkumisprotseduurides on kasvanud 15%.
Iii. "Uuenduslik jõud" biomeditsiiniliste materjalide ühendamiseks
Biomeditsiiniliste materjalide ühendamine on biomeditsiini valdkonnas alati olnud väljakutse ja traditsioonilised keevitusmeetodid ei suuda sageli täita nende materjalide erinõudeid. Laseri keevitusmasinad pakuvad uusi lahendusi biomeditsiiniliste materjalide ühendamiseks.
Kudede inseneri valdkonnas on bioaktiivsete kudede parandamise konstruktsioonide konstrueerimiseks vaja ühendada biolagunevad materjalid tellingutega. Näiteks polü (laktilise - co - glükoolhappe) (PLGA) ühendamisel, tavaliselt kasutatav biolagunev materjal koos kollageeni karkassiga, võib laserkeevitusmasin saavutada lokaalse sulamise ja PLGA ühendamise, kontrollides laser -energiatihedust täpselt 1 - 3 j\/cm² vahel, vahemikus j\/cm² ja keevituskiirus. 0. 5 - 1 m\/min, kahjustamata materjalide bioaktiivsust ja lagunemisomadusi.
Lisaks võib mõne uue biomeditsiinilise komposiitmaterjali, näiteks nanomaterjalidega tugevdatud polümeeride puhul saavutada laserkeevitamine materjalide vahel molekulaarse ja taseme. Nanohüdroksüapatiidi\/polüamiidi 66 komposiitkone parandamise tellingute valmistamisel soodustab laserkeevitus nanoosakeste ühtlast jaotust keevitusliideses, suurendades komposiitmaterjali tõmbetugevust 20% {3}}% võrra, avades biomeditsiiniliste uuringute ja kliiniliste rakenduste jaoks uued uued avenüüd.
IV. "Tehnoloogiline mootor", mis juhib biomeditsiinilist arengut
Laserkeevitusmasinate rakendamine ei paranda mitte ainult olemasolevate toodete kvaliteeti ja jõudlust biomeditsiinivaldkonnas, vaid toetab ka uute tehnoloogiate uurimist ja arendamist ja rakendamist. 3D -printidega biomeditsiiniliste toodete valdkonnas saab laserkeevitamine läbi viia trükitud komponentide sekundaarse töötlemise ja ühendamise, parandades toodete üldist tugevust ja täpsust.
Näiteks isikupärastatud kraniaalse remondiimplantaatide tootmisel vastavad 3D -trükitud titaansulami mudeli mehaanilised omadused kliinilistele standarditele pärast laserkeevitus tugevdamist ja sobivas viga patsiendi koljuga on väiksem kui 0. 3mm. Samal ajal saavad laserkeevitusmasinad isikupärastatud ravimite väljatöötamisel kiiresti ja täpselt toota kohandatud meditsiiniseadmeid vastavalt patsientide individuaalsetele erinevustele, et rahuldada erinevate patsientide ravivajadusi.
Lisaks on laserkeevitustehnoloogia pidev innovatsioon ja arendamine edendanud ka interdistsiplinaarset integratsiooni biomeditsiini valdkonnas. Näiteks võimaldab kombinatsioon robootikaga automatiseeritud ja intelligentseid laserkeevitusprotsesse, parandades tootmise tõhusust ja toote kvaliteeti. Saksa meditsiiniseadme ettevõtte välja töötatud robotliku laserkeevitussüsteemi saab saavutada 24 - tunni katkematu tootmise ja keevitamise saagise määr jääb stabiilseks üle 99,2%.
Kombinatsioon tehisintellektitehnoloogiaga suurendab keevitusmõju veelgi keevitusparameetrite intelligentse optimeerimise kaudu. Masinaõppe algoritmid analüüsivad suurt hulka keevitusandmeid ja võivad automaatselt genereerida selliste parameetrite optimaalseid kombinatsioone nagu laservõimsus ja impulsi sagedus vastavalt erinevatele materjalidele ja struktuuridele, süstides biomeditsiini välja arengusse uut elujõudu.
V. Tööstuse status quo ja tulevased väljakutsed
Praegu on laserkeevitusmasinate kasutamine biomeditsiinis valdkonnas jõudnud teatud skaalale, kuid paljud väljakutsed jäävad endiselt alles. Tehnilisest vaatenurgast on mõnede spetsiaalsete biomeditsiiniliste materjalide, näiteks pehmete hüdrogeelide ja jäikade metallide keevitamise korral olemasolevatel laserkeevitustehnoloogiatel raskusi ideaalse ühenduse mõju saavutamisega; Meditsiiniseadmete keerukate sisekonstruktsioonide keevitamisel vajavad laserite juurdepääsetavust ja täpsust siiski täiendavat paranemist.
Tööstuse seisukohast piirab laserkeevitusseadmete kõrge hind väikeste ja keskmise suurusega ettevõtete kasutamist; Samal ajal põhjustab biomeditsiini valdkonnas ühtsete laserkeevitusstandardite puudumine ebajärjekindlat toote kvaliteeti. Ultrafasti lasertehnoloogia ja mitme talaga koostööv keevitustehnoloogia arendamisega tulevikus loodetakse ületada olemasolevad tehnilised probleemid; Tööstuse standardiseerimise ja tööstuse - ülikooli - teaduskoostöö tugevdamine edendab laserkeevitustehnoloogia ulatuslikumat ja standardiseeritud rakendamist biomeditsiinivaldkonnas, pakkudes suuremat panust inimeste tervisele.
-- Rayther Laser Jack Sun --