O valor do processamento a laser na indústria de dispositivos médicos

Jul 18, 2023

Jonathan Magee | 28 de julho de 2021

Do gerenciamento do ritmo cardíaco à neuromodulação e aos implantes ortopédicos e auditivos, os sistemas de processamento de materiais a laser estão desempenhando papéis fundamentais na produção desses dispositivos que melhoram a vida. Estas são algumas das aplicações agora comuns de sistemas de processamento a laser usados ​​na fabricação de dispositivos médicos, e a base de aplicação está se expandindo rapidamente. Mesmo a base para produtos totalmente novos tem se centrado 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 de produtos médicos novos e aprimorados. Por exemplo, agora estamos no estágio de usar lasers de pulso ultracurto que transmitem entrada de calor insignificante para operações de usinagem em dispositivos médicos.

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

Em várias categorias críticas, as tecnologias a laser fazem a diferença. Por exemplo, o gerenciamento do ritmo cardíaco (CRM) visa melhorar a qualidade de vida de alguém com um coração que costuma bater muito devagar ou perder as batidas. Vários processos industriais a laser são usados ​​para produzir dispositivos CRM, como soldagem a laser com lasers de fibra pulsada para fornecer uma vedação hermética no cartucho do marcapasso, decapagem de eletrodos usados ​​para o dispositivo com lasers de pulso curto e q-switched e marcação a laser de Códigos UDI no dispositivo com marcadores a laser de fibra. Os marcapassos têm componentes eletrônicos sensíveis ao calor em sua montagem, e essa foi uma das razões pelas quais os sistemas a laser foram implantados em sua fabricação originalmente, pois a transferência líquida de calor é insignificante ou gerenciável com sistemas a laser projetados adequadamente.

Os lasers também se prestam à automação, como 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 baseados em haste de estado sólido herdados 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 que são revestidos com plásticos. Para revelar os eletrodos, que são subseqüentemente embutidos no 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 a laser usados ​​para tal processamento são diversos em termos de qualidade de borda necessária e o efeito desejado no metal nu. A grande vantagem dos sistemas a laser nesses 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 aos fios que podem ter um diâmetro de até um milésimo de polegada . Esse processamento a laser pode substituir processos manuais trabalhosos executados sob um microscópio. Muitas vezes, o laser é o melhor método disponível para o fabricante de dispositivos médicos, e é por isso que a equipe de engenharia da medtech naturalmente olhará para um sistema de laser como sua primeira ideia de produção ao desenvolver novos produtos inovadores.

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