Výroba zdravotnických prostředků: řezání stentů pomocí laserů zachraňuje životy

Lasery se hojně využívají při výrobě lékařských přístrojů - jen stentů se ročně vyrobí miliony - a umožňují minimálně invazivní zákroky, které zachraňují životy a pomáhají předejít složitosti, nákladům a zvýšenému riziku otevřených operací.

Prudká bolest na hrudi často přichází bez varování. Někdo zavolá záchrannou službu. Sanitka přijíždí během několika minut a se skřípěním zastavuje. Záchranáři vtrhnou do domu. Pacient naštěstí stále dýchá, je konstatováno, že jeho stav je stabilní, a tak je položen na nosítka a okamžitě odnesen do sanitky, která se řítí po silnici, houkají sirény a blikají světla. Zní to jako scéna z nízkorozpočtového televizního seriálu, ale po celém světě se každý den odehrají tisíce podobných událostí. Pokaždé visí život na vlásku kvůli infarktu myokardu, obvykle nazývanému srdeční infarkt.

Nyní se rychle přesuňte do nemocnice. V ošetřovně zvané "katetrizační laboratoř" podá kardiolog pacientovi v třísle lokální anestetikum, zavede do tepny přesný katetr a obratně s ním manipuluje až do srdce. Jeho postup je sledován prostřednictvím rentgenového snímku v reálném čase. Kardiolog rychle odhalí ucpávku nebo ucpávky a rychle se pustí do práce. "Vodící drát" se protlačí kolem ucpávky. Balónek na konci se nafoukne, čímž se ucpaná céva otevře a obnoví se správný průtok krve do srdce.

Nejčastěji se spolu s balónkovým katétrem zavádí i síťová trubička (stent). Ta se po nafouknutí balonku roztáhne. Stent je zde ponechán, aby pomáhal udržet tepnu otevřenou.

Po kontrole na rentgenovém monitoru, zda krev proudí správně, se katétr a vodicí drátek odstraní, tepna v třísle se uzavře klipem a malý vpich se zašije nebo zalepí. Celý tento minimálně invazivní zákrok byl proveden během několika minut. Uf!

Toto umožnilo laserové řezání a laserové svařování lékařských přístrojů

Nyní už o tomto typu angioplastiky víte všechny potřebné informace. Možná jste dokonce sami takový zákrok podstoupili. Ale vsadíme se, že většina z vás nevěděla, že k tomu, aby toto bylo vůbec možné, bylo naprosto nezbytné laserové řezání a svařování. Přesně tak, katétr, vodící drát, balónek a především stent byly vyrobeny pomocí laserů, často laserových přístrojů Coherent.

Říkáme, že stent je nejdůležitější, protože to je kus, který zůstane v těle, obvykle navždy. A to na něj klade poněkud zvláštní požadavky. Hlavním požadavkem je vyhnout se něčemu, co by způsobilo restenózu. K té dochází, když stent vyvolá tvorbu krevních sraženin a způysobí ucpání žíly. Pak jsme opět tam, kde jsme začali, s ucpanou koronární tepnou.

Stenty se hojně používají i ke znovuotevření jiných cév. Rám stentu je obvykle vyroben z lékařské nerezové oceli nebo někdy z "paměťového kovu" zvaného nitinol. Ukazuje se, že klíčem k minimalizaci rizika jakékoli restenózy je vyhnout se jakýmkoliv drsným hranám nebo povrchům stentu. Mnoho dnešních stentů jde ještě o krok dál a jsou potaženy bioabsorbovatelným materiálem, který se v těle pomalu (v průběhu několika týdnů) rozpouští. To zlepšuje výsledky, protože při rozpouštění materiál uvolňuje léčivo, které aktivně zastavuje srážení krve nebo tvorbu jizev.

Laserové stroje optimalizované pro 3D řezání stentů a katétrů

Pokud jde o obrábění kovů a jde vám především o přesnost a kvalitu hran, pak se laseru nic nevyrovná. Proto se většina stentů - a také zařízení pro zavádění katetrů - vyrábí přesným trojrozměrným řezáním laserem, přičemž se začíná pouze s prázdnou trubicí. Společnost Coherent má stroj nazvaný StarCut Tube optimalizovaný speciálně pro tyto 3D řezací aplikace a související zdravotnické prostředky.

Který typ laseru je však nejlepší? Jedním z pravidel při laserovém řezání je, že pokud potřebujete hladší hrany, pak kratší je vždy lepší; použijete laser s kratší vlnovou délkou (např. ultrafialový) nebo s kratší šířkou pulzu, případně obojí. Tím se zabrání tavení a deformacím hran při procesu řezání, kterému se pak říká "studená ablace".

Průmyslové femtosekundové lasery Monaco mění prostředí pro řezání stentů

V průběhu let jsme v laserovém průmyslu podporovali řezání stentů pomocí strojů obsahujících excimerové lasery s ultrafialovým výstupem a vláknové lasery s nanosekundovou šířkou pulzu. V posledních několika letech se však ukázalo, že vývoj ultrakrátkých pulzních (USP) laserů průmyslové třídy s femtosekundovou šířkou pulzu i vysokým průměrným výkonem mění pro řezání kovových stentů pravidla hry. (1 femtosekunda je miliontina miliardtiny sekundy). Kvalita hran vytvořená dnešním femtosekundovým řezáním je ve skutečnosti tak dobrá, že mnoho tradičních kroků následného leštění již není při vytváření stentu potřeba. Náš laser Monaco je skvělým příkladem tohoto nového typu průmyslového laseru.

Doufejme, že vám nikdy nebude muset být stent z jakéhokoli důvodu zaveden. Ale pokud se tak stane, můžete si být jisti, že byl vyroben podle nejvyšších standardů s použitím nejmodernější laserové technologie - dost pravděpodobně s použitím laserového zařízení StarcutTube od společnosti Coherent.

Zdroj: Coherent.com