破解心脏支架“生物腐蚀”难题,这篇国际顶刊论文点名了华日激光!

一篇发表在 Cell Press(细胞出版社) 旗下期刊 《Heliyon》 上的研究论文给出了答案——飞秒激光微加工技术

2025-11-21 18:07
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引言:心脏支架的隐形杀手

心血管疾病是全球人类健康的头号威胁,而冠状动脉支架植入术是治疗此类疾病的重要手段 。镍钛合金(Nitinol)因其超弹性和良好的生物相容性,成为制造自膨胀支架的首选材料 。

然而,看似完美的支架背后隐藏着一个微观难题:加工后的表面粗糙度。表面不够光滑不仅会加速镍离子的释放(可能导致毒性反应),还会降低支架的耐腐蚀性,甚至引发血管再狭窄 。

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如何制造出“极致光滑”且“超强耐腐蚀”的支架?近日,一篇发表在 Cell Press(细胞出版社) 旗下期刊 《Heliyon》 上的研究论文给出了答案——飞秒激光微加工技术 。


论文速递:飞秒激光工艺的深度优化


这篇题为《Mitigation of bio-corrosion characteristics of coronary artery stent by optimising fs-laser micromachining parameters》(通过优化飞秒激光微加工参数减轻冠状动脉支架的生物腐蚀特性)的论文,由来自印度、韩国、爱尔兰、澳大利亚等多国高校的研究团队联合发表 。


作者团队论文由 Venkatesh Chenrayan, Dhanabal Palanisamy 等多位国际学者共同完成,通讯作者分别来自爱尔兰大西洋理工大学、埃塞俄比亚阿达玛科技大学和韩国延世大学 。


研究大纲与核心发现研究团队旨在通过优化飞秒激光的加工参数,将镍钛合金支架的表面粗糙度降至亚微米级,从而提升其生物相容性 。


实验设计: 采用灰色关联分析(GRA)耦合田口设计方法,对激光功率、脉冲频率、扫描速度和扫描路径四个关键参数进行了多维度的优化试验 。


关键数据: 研究发现,最佳参数组合(40W功率、3kHz频率、750mm/s扫描速度、之字形扫描)可以实现极低的表面粗糙度(约13nm),且耐腐蚀性能显著优于非优化组 。


结论: 飞秒激光加工能够有效抑制热影响区(HAZ)的产生,优异的表面光洁度直接带来了更低的腐蚀速率 。


核心揭秘:华日激光的“神助攻”

图源:Heliyon论文 Fig. 3 | 论文中展示的实验设备:搭载华日 HR-Femto-IR-50-40 飞秒激光器

值得注意的是,这项高精度的研究实验,全程采用的是华日激光(Huaray Laser)生产的飞秒光纤激光器!

论文在实验设备部分明确标注:“This ultra-short pulse micro-machining (Brand Wuhan Huaray Precision Laser Co., Ltd, Model- HR-Femto-IR-50-40)... was employed to micromachining” 。

这不仅是一次学术实验,更是对华日飞秒激光器在高端医疗器械制造领域稳定性、精准度与冷加工能力的权威背书。

华日 HR-Femto-IR-50-40 飞秒激光器,已经全面升级为 FemtoCore Glow 系列。


产品聚焦:FemtoCore Glow 系列飞秒激光器


论文中提到的的 HR-Femto-IR-50-40 已经升级为全新型号:Glow-1035-40 ,是华日激光在工业微纳加工领域的拳头产品之一。为何它能成为国际科研团队制造精密心脏支架的首选?


1. 真正的“冷加工”,无热影响区。论文指出,飞秒激光极短的脉冲宽度,使得加工过程中热量来不及传导,材料即被“蒸发” 。这对于镍钛合金这种对热敏感的形状记忆合金至关重要,保证了支架边缘无毛刺、无重铸层,避免了微裂纹的产生 。


2. 亚微米级的极致精度。实验结果显示,华日飞秒激光器在优化参数下,可将表面粗糙度控制在 10nm 级别 。这种极致的光洁度,是传统加工方式难以企及的,直接决定了医疗植入物的寿命和安全性。


3. 灵活的工艺调控能力。研究展示了该激光器在不同功率(32W-40W)、频率(1-800kHz)和扫描速度下的稳定输出表现 。无论是同心圆、线性还是之字形扫描,华日激光器都能精准执行,满足复杂几何结构的加工需求。


图源:Heliyon论文 Fig. 2华日飞秒激光加工后的支架单元显微图。可以看到切割边缘锐利、无热影响区,完美保留了镍钛合金的材料特性。



结 语:

从实验室的精密探索,到临床应用的生命守护,华日激光始终致力于用最前沿的光子技术,赋能高端制造业。

这篇《Heliyon》论文的发表,再次证明了国产高端激光器在国际微纳加工领域的实力。未来,我们将继续深耕超快激光技术,为医疗器械、半导体、消费电子等行业提供更具竞争力的解决方案。


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