نقاط درد

نیتینول، با خواص فوق الاستیک و شکل{0} منحصر به فرد خود، یک ماده ایده آل برای دستگاه های اندوواسکولار است. با این حال، پردازش نیتینول به الگوهای مارپیچی پیچیده بدون به خطر انداختن خواص عملکردی آن بسیار چالش برانگیز است. روش‌های برش مکانیکی سنتی باعث سخت شدن کار و ترک‌های میکرو-می‌شوند و عمر خستگی مواد را کاهش می‌دهند. برش لیزری، اگر به درستی کنترل نشود، می‌تواند مناطق تحت تأثیر گرما ایجاد کند که دمای تبدیل فاز را تغییر می‌دهد و دستگاه را ناکارآمد می‌کند. علاوه بر این، اندازه ویژگی های کوچک مورد نیاز برای برش های مارپیچ (عرض کرف به اندازه 0.012 میلی متر) دقت استثنایی را می طلبد. این چالش‌ها پذیرش گسترده هیپولوله‌های مارپیچی نیتینول را در کاربردهای حیاتی مانند مداخلات عصبی عروقی یا محیطی، که در آن قابلیت اطمینان از اهمیت بالایی برخوردار است، محدود کرده است.

مقدمه اصل

برش لیزری مارپیچی هیپولوله های نیتینول به فناوری لیزر فوق سریع برای جدا کردن مواد با حداقل حرارت ورودی متکی است. لیزرهای فمتوثانیه، با مدت زمان پالس در محدوده 10^-15 ثانیه، انرژی را به قدری سریع رسوب می کنند که قبل از انتشار گرما در ناحیه اطراف، مواد تبخیر می شوند. این فرآیند "فرسایش سرد" ساختار کریستالی و خواص فوق الاستیک نیتینول را حفظ می کند. الگوی مارپیچی با هماهنگ کردن چرخش لوله با حرکت پرتو لیزر ایجاد می شود و یک برش مارپیچ پیوسته ایجاد می کند. با تغییر گام و عمق، مهندسان می توانند انعطاف پذیری و پاسخ گشتاور هیپولوله را برنامه ریزی کنند. نتیجه یک شفت نیتینول است که می تواند کشتی های پرپیچ و خم را حرکت دهد و در عین حال توانایی بازیابی شکل خود را پس از تغییر شکل حفظ کند.

طبقه بندی تجهیزات

سیستم های لیزر فمتوثانیهبا طول موج 1030 نانومتر یا 515 نانومتر برای نیتینول ترجیح داده می شود.اسکنرهای گالوانومتر​ برای برش سریع- فرمان پرتوی با سرعت بالا ارائه دهید.مراحل چرخشی دقیقبا وضوح زاویه‌ای{0} نانومتری، یکنواختی مارپیچ را تضمین می‌کند.نظارت در محل-استفاده از توموگرافی انسجام نوری (OCT) کیفیت برش را تایید می کند.محیط های اتاق تمیزبرای جلوگیری از آلودگی ضروری است. پردازش پست{1}}شاملحکاکی شیمیاییوپولیش الکتریکیبرای برداشتن لایه بازسازی شده و بهبود پرداخت سطح.

راهنمای عملی

یک لوله نیتینول با دمای تبدیل مناسب (Af معمولا 20-30 درجه) انتخاب کنید. لوله را در یک فیکسچر چرخشی نصب کنید و پرتو لیزر را عمود بر سطح تراز کنید. الگوی مارپیچ را با استفاده از نرم افزار CAM برنامه ریزی کنید، گام، عمق و نقطه شروع/پایان را مشخص کنید. پارامترهای لیزر را تنظیم کنید: انرژی کم در هر پالس، سرعت تکرار بالا و گاز کمکی (آرگون) برای جلوگیری از اکسیداسیون. یک برش آزمایشی و تجزیه و تحلیل مقطع- با استفاده از SEM انجام دهید. پس از برش، به روش شیمیایی اچ کنید تا ناحیه تحت تأثیر حرارت- حذف شود و سپس برای رسیدن به سطحی صاف، پولیش الکتریکی انجام دهید. تنظیم شکل{10}}با محدود کردن لوله در یک فیکسچر و حرارت{11}}در 500 درجه. در نهایت، تست خستگی را برای تایید دوام انجام دهید.

تجربه واقعی-جهانی

در استفاده بالینی، هیپوتیوب های برش لیزر مارپیچی نیتینول، مقاومت در برابر پیچ خوردگی و قابلیت ردیابی عالی را در کاربردهای عصبی و عروقی و محیطی نشان داده اند. با این حال، سازندگان آموخته اند که حتی تغییرات جزئی در پارامترهای لیزر می تواند منجر به تغییرات قابل توجهی در خواص مواد شود. بنابراین کنترل دقیق فرآیند و آزمایش گسترده مورد نیاز است. برخی از شرکت ها اتخاذ کرده اندطراحی آزمایشات (DOE)روش شناسی برای بهینه سازی شرایط برش پایان سطح همچنان یک عامل حیاتی است. یک سطح ناهموار می تواند خوردگی را تسریع کند یا باعث ترومبوژنیسیته شود. الکتریسیته در حال حاضر یک مرحله اجباری در نظر گرفته می شود.

خلاصه و تصعید

برش لیزر مارپیچی دقیق هیپولوله های نیتینول نشان دهنده پیروزی تولید پیشرفته بر چالش های مواد است. این فناوری با ایجاد ساختارهای پیچیده و کاربردی به شکل آلیاژ حافظه‌دار{1}، امکانات درمان اندوواسکولار را گسترش داده است. این به عنوان یک مثال درخشان از اینکه چگونه نوآوری مهندسی می تواند مستقیماً نتایج بیمار را بهبود بخشد، ایستاده است.

چشم انداز و پیشنهادات

تحقیقات آینده ممکن است بررسی شودبرش لیزری نیتینول با عناصر حسگر یکپارچهمانند کرنش سنج ها.تولید هیبریدیترکیب برش لیزر با ساخت افزودنی می تواند دستگاه های چند منظوره ایجاد کند. تولیدکنندگان باید سرمایه گذاری کنندمدل سازی فرآیندبرای پیش بینی و کاهش اثرات گرما. استانداردسازی فرآیندهای برش لیزر نیتینول کلید پذیرش گسترده تر خواهد بود. همکاری با دانشمندان مواد منجر به توسعه آلیاژهای نیتینول جدید می شود که برای پردازش لیزری بهینه شده اند.