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激光切割在医用支架方面的应用
来源:内容整理    日期:2020-06-23    阅读()

支架属于第三类医疗器械,也就是最高级别的医疗器械,它是个细长的金属网格,非常细小,直径2~4毫米,长几厘米,空心、圆柱、网状金属管。进口支架最小的直径为2.25毫米,而国产支架最小的直径为2.5毫米,进口支架在细小血管上占有一定优势。

简单来说,其原理就是“把一个微小的支架装进血管,把狭窄的部位撑开,保持管腔血流通畅的目的。目前支架有医用不锈钢、镍钛合金、镁钛合金、钴铬合金、可溶性金属镁和生物可降解聚合物等多种产品;根据安放部位可分为冠脉支架、脑血管支架、肾动脉支架、大动脉支架等。

世界上最暴利的商品之一

血管支架行业,业界将之誉为“医疗器械皇冠上的明珠。”一个血管支架,体积比指甲盖还要小,售价却往往去到了上万元,毛利率超过90%,比手机芯片都要贵得多。目前在国际上,血管支架主要由雅培、波士顿科学、美敦力等巨头所垄断,国内主要有微创医疗、乐普医疗、吉威医疗(柏盛子公司)等三家公司有所涉及。

为什么会这么贵,其实还是能找到一些原因的:

第一,国内支架创新能力低,使得进口价格受制于人。我国自主知识产权的医疗器械产品偏少,大部分都只是在复制国外的技术。

第二,流通环节多,致使层层加价。美国的医疗用品市场是直销模式,而我国是代理模式,整体供应链层级较多,结果必然就是产品到终端之后的价格很高。

第三,支架研发盈利少,企业积极性不高。一方面是技术限制,由于脑血管疾病发病复杂、风险大,小医院没能力去做支架手术,限制了市场需求。另一方面,市场被垄断,研发投入大盈利空间较小,企业缺乏研发积极性。

血管支架是如何加工出来的?

由于心脏支架壁管极薄,现主流的支架切割采用微秒级光纤激光。但由于激光加工本身是热加工,用激光将金属熔融再以高压气体吹走,不但加工后会留下许多融渣、毛刺,加工时的热容易氧化支架表层使其脆化,残余热应力亦会造成微裂痕而降低机械性质。而且加工完的支架需要一系列的后处理,包含清洗、研磨、酸洗、钝化、到最后的电化学抛光,工序繁琐且耗时。这些后续处理也会损耗部分的支架,最终的良率只有七成左右,约三成的耗损意味着巨大的损失。

近年来,国内外企业已经开始采用一种新技术进行支架切割,超快激光,或称超短脉冲激光。其脉宽只有10 皮秒(10-12 秒)到数百飞秒(10-15 秒),可以实现近乎无热效应的“冷”加工。与微秒级激光的熔融机理不同,超快激光超短的脉宽带来的极高的峰值功率会产生多光子吸收,将材料略过熔融过程直接蒸发。因此超快激光能以相对低的能量加工材料,无残余热、无残渣留在材料上,达成高精度且干净的加工,可以省略许多后续工序。一般来说,清洁完的支架可以直接进行电化学抛光;由于制程的简化,良率可以提高到九成以上。

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