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我国工业化心脏支架飞秒激光高精细加工设备研制成功

导读: 中科院西安光机所结合自身传统优势学科,将飞秒激光精密智造作为研究所重点突破方向,成功研制出工业化心脏支架飞秒激光高精细加工设备。

近年来,心脑血管疾病患病率逐年提高,根据卫生部数据,2015年国内冠心病患者达到6000万人,急剧增长的心脏病患者刺激了心脏介入手术和心脏(冠脉)支架需求的快速增长。心脏支架植入数量从2007年约23万套增长至2015年的约170万套。

心脏支架主要用于动脉硬化和其他血管疾病的治疗,通过手术用细导管将心脏支架送至血管阻塞部位,支架扩张后撑开狭窄的血管,使血液流通,患者的病症得以缓解。

由于心脏支架壁管极薄,通常采用激光加工代替常规的机械切割。但是,使用普通激光通过烧蚀融化来加工,这样加工的心脏支架存在毛刺多、切槽宽度不统一、表面烧蚀严重、筋宽不均匀等一系列问题。近年来,国外企业已经开始采用飞秒激光进行支架切割。飞秒激光是指时域脉冲宽度在飞秒(毫微微秒,10^-15秒)量级的激光。利用飞秒激光短脉冲产生的强电场,消除材料切点附近的自由电子,使带正电荷的材料同性相斥,失去分子间的作用力,通过“分子摘除”的方式完成材料去除。这种方式加工的心脏支架断面无毛刺、表面光洁平滑、无热损不会产生烧蚀、切割精度高并且筋宽均匀。

目前国产飞秒激光器工业化水平低、技术落后,国内仍然采用普通激光加工,导致支架成品质量与国外差距较大。即便价格仅为国外同类产品的十分之一,仍然不受患者青睐。我国的心脏支架市场基本被国外企业占据。

中科院西安光机所结合自身传统优势学科,将飞秒激光精密智造作为研究所重点突破方向,成功研制出工业化心脏支架飞秒激光高精细加工设备,解决了国产心脏支架加工精度低、筋宽不一致、毛刺多等加工缺陷,实现了多种材料高精细低损伤切割加工,提高了国产心脏支架的性能和使用寿命,达到国际一流质量水准。该设备解决了制约心脏血管支架激光切割加工的"瓶颈"技术问题,提升了我国超过激光产业和医疗器械行业共有的技术水平和核心竞争力,既能推动我国整个心脏血管支架行业联迅猛发展,也将大幅度减轻病人高经济负担。对我国经济结构调整、产业结构优化、产品结构升级换代具有重要意义,必将产生很大的经济和社会效益。

图1 心脏支架

图2 心脏支架手术

图3 切割筋宽效果

图4 工业化心脏支架飞秒激光加工设备

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