La valeur du traitement laser dans l’industrie des dispositifs médicaux

Jonathan Magee 28 juillet 2021

De la gestion du rythme cardiaque à la neuromodulation en passant par les implants orthopédiques et auditifs, les systèmes de traitement des matériaux au laser jouent un rôle central dans la production de ces dispositifs améliorant la vie. Ce sont quelques-unes des applications désormais courantes des systèmes de traitement laser utilisés dans la fabrication de dispositifs médicaux, et la base d'applications se développe rapidement. Même la base de produits entièrement nouveaux s’est concentrée sur la disponibilité de la technologie des systèmes de machines laser.

Les systèmes laser ont toujours été importants pour l'industrie des dispositifs médicaux. Lors de leur première commercialisation dans les années 1970, les lasers ont été adoptés par l’industrie. Ils ont évolué avec les produits qu’ils sont capables de fabriquer et ont permis de concevoir de nouveaux produits médicaux améliorés. Par exemple, nous en sommes désormais au stade de l’utilisation de lasers à impulsions ultra-courtes qui transmettent un apport thermique négligeable aux opérations d’usinage des dispositifs médicaux.

Poursuivez votre lecture pour revenir sur les succès du traitement laser et découvrir ce qui est possible d'autre.

Dans plusieurs catégories critiques, les technologies laser font la différence. Par exemple, la gestion du rythme cardiaque (CRM) vise à améliorer la qualité de vie d’une personne dont le cœur bat souvent trop lentement ou manque de battements. Plusieurs procédés laser industriels sont utilisés pour produire des dispositifs CRM, tels que le soudage au laser avec des lasers à fibre pulsés pour assurer un joint hermétique sur la cartouche du stimulateur cardiaque, le dénudage des fils des électrodes utilisées pour le dispositif avec des lasers à commutation Q et à impulsions courtes, et le marquage laser des Codes UDI sur l'appareil avec des marqueurs laser à fibre. Les stimulateurs cardiaques comportent des composants électroniques sensibles à la chaleur dans leur assemblage, et c'est l'une des raisons pour lesquelles des systèmes laser ont été déployés à l'origine dans leur fabrication, car le transfert de chaleur net est négligeable ou gérable avec des systèmes laser correctement conçus.

Les lasers se prêtent également à l'automatisation, comme leur intégration dans un système de soudage en boîte à gants pour éviter l'oxydation des stimulateurs cardiaques soudés. Avant l'avènement de la technologie laser à fibre dans l'industrie des dispositifs médicaux au milieu des années 2000, ces dispositifs étaient fabriqués à l'aide d'anciens lasers à tiges à semi-conducteurs datant de la fin des années 80 et du début des années 90.

La neuromodulation utilisant des dispositifs médicaux est de plus en plus utilisée pour contrôler les effets de maladies telles que la maladie de Parkinson et les tremblements essentiels bénins. Ces dispositifs révolutionnaires peuvent être implantés dans le tissu cérébral ou la moelle épinière pour améliorer la coordination motrice. Les électrodes sont constituées de métaux relativement inertes recouverts de plastique. Pour révéler les électrodes, qui sont ensuite intégrées dans le corps, les fils délicats fabriqués à partir de matériaux tels que le platine et le cuivre sont débarrassés au laser de leurs gaines en fluoropolymère, souvent du PTFE, et d'autres polymères tels que le PET ou le polyimide.

Les systèmes laser utilisés pour un tel traitement sont variés en termes de qualité de bord requise et d'effet souhaité sur le métal nu. Le grand avantage des systèmes laser dans ces processus réside dans la façon dont ils peuvent être intégrés dans des systèmes automatisés clé en main pour la fabrication, et dans le fait qu'ils ne touchent pas ou ne transmettent pas beaucoup de force mécanique aux fils pouvant avoir un diamètre allant jusqu'à un millième de pouce. . Un tel traitement laser peut remplacer les processus manuels laborieux effectués au microscope. Il arrive souvent que le laser soit la meilleure méthode dont dispose le fabricant de dispositifs médicaux, et c'est souvent la raison pour laquelle l'équipe d'ingénierie des technologies médicales se tournera naturellement vers un système laser comme première idée de production lors du développement de nouveaux produits innovants.

Les implants orthopédiques sont depuis de nombreuses années marqués et gravés au laser, et certains appareils sont soudés au laser et imprimés en 3D à partir de poudres métalliques. La génération laser complète d'implants ortho a conduit à une personnalisation de masse à l'aide des données générées par les examens IRM. Les systèmes laser sont même capables de polir des zones sélectives des implants métalliques fabriqués à partir de matériaux de telle sorte qu'ils présentent une rugosité de surface inférieure à celle de la surface usinée CNC à 5 axes d'origine. À l’inverse, les systèmes d’usinage laser peuvent structurer les ortho-implants pour fournir des surfaces propices à l’adhésion cellulaire. Diverses propriétés de surface fonctionnelles peuvent être produites sur la même pièce.