激光技术可降低人工关节和动脉支架生产成本

刘强

      目前，美国普渡大学的研究人员正在研发一种激光技术的崭新应用——采用激光来制造动脉支架和持久性更好的医学植入物。据悉，这种方法可将生产速度加快10倍，还可较现在的生产费用低。
      
      普渡大学机械工程系教授Yung  Shin表示，该项新技术主要是为了迎合全球庞大的人工髋关节和膝关节市场。
      
      据悉，到2010年，全球40岁以下接受髋关节植入的人口预计有4000万，到2030年，这一数字还将翻一番。除了加快生产满足预期需求外，Shin表示，采用新技术的另一目标是使植入物的寿命比现在长。“美国目前有20万全部髋关节置换，它们的平均寿命约为10年，这就意味着，您要是在40岁时进行了植入，您一生需要换它三四次。”
      
      Shin表示，研究人员的工作技术之一是通过激光融化金属和陶瓷材料粉末后进行沉降涂层，然后立即对每一层凝固成型。由于该技术可依次对部分成型，因此适合于对钛植入物进行陶瓷材料（可仿生人工骨）涂层。该研究的具体结果将在本周加州圣何塞举行的International  Medical  Device  Expo's  Advanced  Laser  Applications  Conference上进行展示。
      
      钛或者其他金属与骨格的刚度或性质不想匹配，因此在采用他们做植入物时，需要对其进行涂层。然而，当采用陶瓷沉积在金属上时，特别不期望金属会有因为热膨胀或化学组成变化而出现急剧的变化，因为那会产生裂缝。纠正的方法就是逐步涂层，让变化减缓。  
      
      这种逐步涂层的方法被称为“功能梯度涂层”，研究人员采用激光沉积工艺开发出一种多孔钛基表面，还有磷酸钙的外表面，这些设计都旨在比传统植入物更好地配合骨格的刚度。该技术使得研究者可制作形状复杂的零部件，以满足患者的定制需要，可为每个患者打造量身定做的植入物。
      
      据悉，这种定制植入物制作时间只需三天，相比以往的30天，生产时间大大缩短。
      
      该工艺使得涂层材料和其下底层的钛、钢或铬紧密连接。测试显示，紧密度至少为行业要求标准的7倍。研究人员利用计算机建模，模拟，研究和优化整个过程。  
      
      此外，该组研究人员还在研究一种应用“超短脉冲激光”制造动脉支架的技术。

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