据调查，平均每30分钟就有一名中国患者使用冠脉支架。2020年11月5日，国家开设了高附加值医疗耗材购买量，原本平均1万3千元的心脏支架下降到700元以下，这个可怕的过程只需要15分钟，但背后的故事却复杂得多。
心脏支架价格大幅跳下后，有医疗产业和政策的共同支持，激光加工以其特有的优势越来越多地应用于医疗行业，解决传统加工无法克服的难题，帮助工业化心脏支架加工的技术革新和升级。
心脏支架：延长患者生命的激光技术
心脏支架最早出现于20世纪80年代，也被称为冠状动脉支架，是用于经皮冠状动脉介入手术(PCI)的器械，是治疗冠心病的三种主要手段之一。心脏支架的直径只有2-4毫米，重量不到10，000克，是应对急性心肌梗塞的比较直接有效的工具。沿着血管到达冠状动脉堵塞的位置，可以迅速打开堵塞的血管，恢复血液的正常流通，长期维持。
因为心脏支架直接植入人体，所以要对使用特性和安全性进行深入调查，要满足非常苛刻的条件。柔韧性、抗血栓、生物相容性、支撑力等要求。心脏支架的壁管很薄，需要使用精密激光切割工艺制作。使用普通激光加工可能会出现心脏支架的毛刺、缺口宽度不统一等问题，因此制作的心脏支架不符合使用条件。
近年来，外国企业已经开始利用飞秒激光切割。飞秒激光是时域脉冲宽度为飞秒(毫微微秒，10^-15秒)的激光。利用飞秒激光短脉冲产生的强电场，去除材料接触点附近的自由电子，同性排斥带正电荷的材料，失去分子间作用力，通过“分子去除”完成材料去除。以这种方式加工的心脏支架截面无毛刺，表面光滑，无热损伤，不发生泰山，切割精度高，腱均匀。
金属心血管支架移植是目前治疗血管疾病最常用的方法。2014年，爱尔兰国立大学NCLA/Inspire研究所的Clare等利用脉宽500 fs、频率100 kHz、波长1030 nm、515 nm的飞秒激光，在不锈钢表面诱导两种周期性的表面结构，研究了两种周期结构对纤维细胞和单核细胞的影响。结果表明，微结构表面不利于血细胞粘附，引起凝血的可能性小，血管支架的血液相容性提高，周期和深度增加，细胞的粘附性下降。金属支架移植后永久留在动脉中，因此有引起医疗并发症的危险。为了减少这种危险，吸收性支架的概念也成为今天的研究热点。该支架可以选择多左旋乳酸(PLA)、聚乳酸(PLA)等材料制作，但该材料熔点低，热效应敏感，大大提高了加工工艺的难度。
利用超高速激光加工可吸收支架，使激光束能量对支架材料的热效应降至最低。但是，目前超高速激光微纳制造的可吸收血管支架成本高，产量低，因此，使用该技术实现血管支架工业化是研究人员亟待解决的课题。
激光精密切割加工的技术迭代
激光加工心脏支架早期在国外使用，以欧洲、美国、日本为主。长期以来，由于技术条件不成熟，制造的支架成品质量不高，国内支架市场基本被外国企业占据。
近年来，随着国内研究机构的深入研究和激光企业的崛起，很多技术难关开始攻克。因此，心脏支架供应商的开发和生产开始采用激光精密加工技术。
2014年，合肥工业大学的郑平超等人利用飞秒激光加工技术，完善了加工衬里的椅子形状设计，成功制作出了可以分解心脏的样品。样品支架结构无热损伤，边缘光滑，腱宽约±６μｍ。
2017年，中科院西安光机结合自己的传统优势学科，成功地向研究所重点突破方向开发了托超激光精密地槽，开发了工业化心脏支架、超超激光、高精度加工设备，解决了国产心脏支架加工精度低、腱宽度不一致、毛刺等加工缺陷，实现了多种材料，实现了细致、低损伤切割加工，提高了国产心脏支架的性能和使用寿命，达到了国际一流质量该设备解决了限制心脏血管支架激光切割加工的“瓶颈”技术问题，提高了我国激光产业和医疗器械行业共同的技术水平和核心竞争力，推动了我国整个心脏血管支架产业的迅猛发展。
心脏支架按材料可分为第二代金属支架和第三代生物降解支架，支架体形小，结构薄，外形和力学性能要求高，因此激光加工是最好的加工方法。
普通光纤激光器可以进行大部分金属支架加工，生物可吸收支架使用可降解高分子材料。由于熔体加工时容易热解、光吸收率低、加工容易碳化等问题，普通光纤激光器的“热”加工难以承担这项任务。具有超高峰值功率和超短波脉冲的飞秒激光通过调试工艺参数，可以对可降解材料的切割获得光滑、不碳化的“冷”加工效果，从而完美地解决了这些问题。
飞秒激光加工制备的PLA可降解心脏支架
为此，国玉激光科技推出医疗支架飞秒激光精密切割机，为加工第三代可降解支架提供最佳解决方案。使用特定的齿槽结构，可以解决可降解支架管道机械强度不足引起的加工问题，确保加工时的相对位置、焦点大小的稳定性和支架肋宽度的一致性。设备适用于医疗器械行业支架类产品的精密切割，主要切割聚乳酸(PLA)和聚左旋乳酸(PLA)等可降解材料，兼容316不锈钢、镍钛合金、钴铬合金、镁铝合金等金属材料的精密切割。
“中国激光制造”的实力不断提高，不仅对很多人有益的直接利益，而且具有打破外国技术垄断的气质和自信。可以说，从心脏支架的国产替代来看，自主开发税席卷了制造业。未来5年将是中国制造业从低端到高端全面爆发的5年，最终受益的将是中国大陆的消费者。
相关产品：医疗管精密切割机