Laserové řezání úspěšně překonává problémy při výrobě zdravotnických prostředků ze speciálních kovů, které jsou jinak křehké nebo lámavé, problematicky se obrábějí nebo jsou spojeny vysokými náklady na materiál.

Většina zdravotnických prostředků, a zejména těch pro opakované použití, je vytvořena z některého typu nerezové oceli. Laserové řezání těchto ocelí je dobře známé a široce používané. Pro řezání nerezových výrobků převažují vláknové lasery s nanosekundovými pulzy, protože tyto lasery poskytují vyšší rychlost a vyšší propustnost. Femtosekundové (fs) lasery se používají pouze pro řezání velmi tenkých hypotrubiček nebo pro součásti s jemnými detaily, nebo tam, kde je vynikající kvalita hran vytvořená těmito lasery rozhodující výhodou.

Řezání jiných "nikových" kovů používaných při výrobě zdravotnických prostředků (MDM) často představuje některé odlišné výzvy, ale všestrannost laserového řezání prakticky vždy vede k optimálnímu řešení. Podívejme se, jak/proč se uplatňuje na tři zcela odlišné typy kovů: hořčík, nitinol a platinu (a zlato).

ŘEZÁNÍ HOŘČÍKOVÝCH STENTŮ FEMTOSEKUNDOVÝM LASEREM

Jen v USA se každoročně implantují více než 2 miliony stentů. Řezání laserem, a zejména fs laserem, je pro vytváření těchto stentů ideální, protože lze snadno dosáhnout požadované kvality hran a minimalizovat potřebu následného mechanického a/nebo chemického zpracování. Stejně tak je důležité, že zcela integrované a automatizované stroje zjednodušily 3D řezání z trubkového polotovaru. Tyto stroje podporují mokré řezání, které je užitečné pro ochranu zadní stěny před tepelným poškozením, které je jinak při řezání trubek o velmi tenkém průměru běžné.

V posledních letech se stále častěji používají k řešení problému restenózy bioresorbovatelné stenty. První příklady byly vytvořeny z organických látek, jako je kyselina polymléčná (PLLA). Zpočátku se používaly zelené pikosekundové lasery, ale výsledky nebyly optimální a brzy se jako de facto standard prosadily fs lasery. Poté byly vyvinuty resorbovatelné kovové (hořčíkové) stenty jako další alternativní materiál. Tepelné vlastnosti hořčíku znamenaly, že při zpracování vláknovým laserem vznikl neobvyklý problém, a to malé kovové kapičky na řezných plochách. Ty bylo nutné odstranit mechanickým čištěním. To však mělo tendenci porušovat tenké vzpěry, které jsou v mnoha konstrukcích stentů vyžadovány; výtěžnost tohoto dodatečného zpracování mohla být nižší než 50 %. Standardní technologií řezání se tedy opět staly fs lasery.

ŘEZÁNÍ NITINOLU VLÁKNOVÝM LASEREM

Nitinol neboli "paměťový kov" nabízí zvláštní vlastnosti superelasticity a tvarové paměti. Tyto vlastnosti z něj činí vynikající a mnohdy umožňují použití tohoto kovu v některých různých implantabilních zařízeních a postupech včetně TAVR. V současné době se většina nitinolových trubiček pohybuje v rozmezí průměrů 3-6 mm. Pracuje se však i s nitinolovými trubičkami o průměru 0,56 mm. 

U většiny dnešních aplikací MDM je optimální laserová metoda obvykle přímou volbou mezi vláknovými a fs lasery. Několik výrobců však místo toho používá nový proces zvaný Erozní řezání. Jedná se o levnější alternativu k fs laserům pro výrobky včetně komponent na bázi platiny určených pro lékařské a biotechnologické aplikace a pro palivové články. Erozní řezání využívá rychlou technologii galvanometrického snímání, která se obvykle používá pro aplikace značení. Nevýhodou této metody je ale výrazně větší časová náročnost. Principem je, že místo řezání jedním průchodem fokusovaného laseru zahrnuje erozní řezání nejméně desítky a někdy i tisíce opakovaných průchodů, z nichž každý ablatuje několik mikronů materiálu. Ale díky vysokorychlostní hlavici systému PowerLine F20 lze i tisíce průchodů provést během několika minut." Dodává, že tento jedinečný proces je ve skutečnosti použitelný prakticky pro jakýkoli kov i jiné tvrdší materiály, jako je například keramika.

Zdroj: Coherent.com