近年來,心腦血管疾病患病率逐年提高,根據衛生部數據,2015年國內(nei) 冠心病患者達到6000萬(wan) 人,急劇增長的心髒病患者刺激了心髒介入手術和心髒(冠脈)支架需求的快速增長。心髒支架植入數量從(cong) 2007年約23萬(wan) 套增長至2015年的約170萬(wan) 套。
心髒支架主要用於(yu) 動脈硬化和其他血管疾病的治療,通過手術用細導管將心髒支架送至血管阻塞部位,支架擴張後撐開狹窄的血管,使血液流通,患者的病症得以緩解。
由於(yu) 心髒支架壁管極薄,通常采用激光加工代替常規的機械切割。但是,使用普通激光通過燒蝕融化來加工,這樣加工的心髒支架存在毛刺多、切槽寬度不統一、表麵燒蝕嚴(yan) 重、筋寬不均勻等一係列問題。近年來,國外企業(ye) 已經開始采用飛秒激光進行支架切割。飛秒激光是指時域脈衝(chong) 寬度在飛秒(毫微微秒,10-15秒)量級的激光。利用飛秒激光短脈衝(chong) 產(chan) 生的強電場,消除材料切點附近的自由電子,使帶正電荷的材料同性相斥,失去分子間的作用力,通過“分子摘除”的方式完成材料去除。這種方式加工的心髒支架斷麵無毛刺、表麵光潔平滑、無熱損不會(hui) 產(chan) 生燒蝕、切割精度高並且筋寬均勻。
目前國產(chan) 飛秒激光器工業(ye) 化水平低、技術落後,國內(nei) 仍然采用普通激光加工,導致支架成品質量與(yu) 國外差距較大。即便價(jia) 格僅(jin) 為(wei) 國外同類產(chan) 品的十分之一,仍然不受患者青睞。我國的心髒支架市場基本被國外企業(ye) 占據。
中科院西安光機所結合自身傳(chuan) 統優(you) 勢學科,將飛秒激光精密智造作為(wei) 研究所重點突破方向,成功研製出工業(ye) 化心髒支架飛秒激光高精細加工設備,解決(jue) 了國產(chan) 心髒支架加工精度低、筋寬不一致、毛刺多等加工缺陷,實現了多種材料高精細低損傷(shang) 切割加工,提高了國產(chan) 心髒支架的性能和使用壽命,達到國際一流質量水準。該設備解決(jue) 了製約心髒血管支架激光切割加工的"瓶頸"技術問題,提升了我國超過激光產(chan) 業(ye) 和醫療器械行業(ye) 共有的技術水平和核心競爭(zheng) 力,既能推動我國整個(ge) 心髒血管支架行業(ye) 聯迅猛發展,也將大幅度減輕病人高經濟負擔。對我國經濟結構調整、產(chan) 業(ye) 結構優(you) 化、產(chan) 品結構升級換代具有重要意義(yi) ,必將產(chan) 生很大的經濟和社會(hui) 效益。

圖1 心髒支架

圖2 心髒支架手術

圖3 切割筋寬效果

圖4 工業(ye) 化心髒支架飛秒激光加工設備
作者係中國科學院西安光學精密機械研究所工作人員
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