O valor do processamento a laser na indústria de dispositivos médicos

Jonathan Magee 28 de julho de 2021

Do gerenciamento do ritmo cardíaco à neuromodulação, passando pelos implantes ortopédicos e auditivos, os sistemas de processamento de materiais a laser estão desempenhando um papel fundamental na produção desses dispositivos que melhoram a vida. Estas são algumas das aplicações atualmente comuns de sistemas de processamento a laser usados ​​na fabricação de dispositivos médicos, e a base de aplicações está se expandindo rapidamente. Até mesmo a base para produtos inteiramente novos centrou-se na disponibilidade da tecnologia de sistemas de máquinas a laser.

Os sistemas a laser sempre foram importantes para a indústria de dispositivos médicos. Quando comercializados pela primeira vez na década de 1970, os lasers foram adotados pela indústria. Eles evoluíram junto com os produtos que são capazes de fabricar e permitiram designs novos e aprimorados de produtos médicos. Por exemplo, estamos agora na fase de utilização de lasers de pulsos ultracurtos que transmitem um aporte térmico insignificante às operações de usinagem em dispositivos médicos.

Continue lendo para relembrar os sucessos do processamento a laser e ver o que mais é possível.

Em diversas categorias críticas, as tecnologias laser fazem a diferença. Por exemplo, o gerenciamento do ritmo cardíaco (CRM) visa melhorar a qualidade de vida de alguém com um coração que muitas vezes bate muito devagar ou perde os batimentos. Vários processos industriais de laser são usados ​​para produzir dispositivos CRM, como soldagem a laser com lasers de fibra pulsados ​​para fornecer uma vedação hermética no cartucho do marcapasso, decapagem de fios de eletrodos usados ​​para o dispositivo com lasers q-switched e pulsados ​​curtos, e marcação a laser de Códigos UDI no dispositivo com marcadores a laser de fibra. Os marca-passos possuem componentes eletrônicos sensíveis ao calor em sua montagem, e esta foi uma das razões pelas quais os sistemas de laser foram implantados originalmente em sua fabricação, já que a transferência de calor líquida é insignificante ou gerenciável com sistemas de laser adequadamente projetados.

Os lasers também se prestam à automação, como a sua integração em um sistema de soldagem de porta-luvas para evitar a oxidação dos marca-passos soldados. Antes do advento da tecnologia de laser de fibra na indústria de dispositivos médicos em meados dos anos 2000, esses dispositivos eram fabricados usando lasers legados baseados em hastes de estado sólido do final dos anos 80 e início dos anos 90.

A neuromodulação usando dispositivos médicos está sendo cada vez mais usada para controlar os efeitos de condições como a doença de Parkinson e o tremor essencial benigno. Esses dispositivos revolucionários podem ser implantados no tecido cerebral ou na medula espinhal para melhorar a coordenação motora. Os eletrodos são feitos de metais relativamente inertes revestidos com plástico. Para revelar os eletrodos, que são posteriormente incorporados ao corpo, os delicados fios feitos de materiais como platina e cobre são despojados de suas capas de fluoropolímero, geralmente PTFE, e outros polímeros, como PET ou poliimida.

Os sistemas de laser utilizados para esse processamento são diversos em termos da qualidade da borda necessária e do efeito desejado no metal descoberto. A grande vantagem dos sistemas laser nestes processos é o quão bem eles podem ser integrados em sistemas automatizados prontos para uso para fabricação, e o fato de que eles não tocam ou transmitem muita força mecânica em fios que podem ter um diâmetro de até um milésimo de polegada. . Esse processamento a laser pode substituir processos manuais trabalhosos realizados sob um microscópio. Muitas vezes acontece que o laser é o melhor método disponível para o fabricante de dispositivos médicos, e é frequentemente por isso que a equipe de engenharia da tecnologia médica irá naturalmente considerar um sistema a laser como sua primeira ideia de produção ao desenvolver novos produtos inovadores.

Os implantes ortopédicos são marcados e gravados a laser há muitos anos, e alguns dispositivos são soldados a laser e impressos em 3D a laser a partir de pós metálicos. A geração completa de implantes ortopédicos a laser levou à personalização em massa usando dados gerados a partir de exames de ressonância magnética. Os sistemas a laser são ainda capazes de polir áreas seletivas dos implantes metálicos feitos de materiais que apresentam uma rugosidade superficial menor do que a superfície original usinada CNC de 5 eixos. Por outro lado, os sistemas de usinagem a laser podem estruturar implantes orto para fornecer superfícies para adesão celular. Diversas propriedades funcionais de superfície podem ser produzidas na mesma peça.