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Faserlaser-Präzisionsschneiden von Stents

Allein im letzten Jahr wurden in den Vereinigten Staaten fast 2 Millionen Stents in Herzpatienten eingesetzt, um ihre Gesundheit zu erhöhen oder sogar ihnen das Leben zu retten. Sie und viele weitere Menschen auf der ganzen Welt verlassen sich auf die Effektivität dieser kleinen Röhrchen. Daher liegt in ihrer Produktion ein besonders großer Fokus auf der hohen Präzision sowie einer strengen Qualitätskontrolle. Um den strikten Anforderungen der Kunden aus der Medizinbranche entsprechen zu können, setzen viele Hersteller auf Faserlaser als Werkzeug der Wahl für das Präzisionsschneiden von Stents. Um die höchstmögliche Qualität zu erreichen, ist die Wahl der Laserquelle entscheidend. Im Folgenden möchten wir Ihnen das Hintergrundwissen an die Hand geben, dass Sie zur Auswahl des richtigen Lasers für Ihre Projekte benötigen.

Was ist ein Stent?

Stents sind dünne, flexible Röhrchen aus Metall oder Polymer, das in einen verstopften Zugang, beispielsweise eine Arterie, eingeführt und anschließend aufgepumpt wird, um sie offen zu halten. Der Stent funktioniert als eine Barriere, der Ablagerungen wie Plaque gegen die Wände des Zugangs drückt, damit Blut oder andere Flüssigkeiten problemlos passieren können. Koronarstents sind die am häufigsten verwendeten Stents.

how a coronary stent works

Durchbrüche in der Stentfertigung

Seit 1988 der erste expandierbare Stent patentiert wurde, hat sich vieles getan. In den 1990er Jahren wurde bevorzugt Edelstahl für unbeschichtete Metallstents (BMS) verwendet. Später wurden medikamentenabgebende Stents (DES) eingeführt, um die Nebenwirkungen von den frühen Metallstents auszugleichen. Diese Stents wurden mit einem Medikament beschichtet, um Restenose zu verhindern - eine häufige Nebenwirkung der perkutanen Koronarintervention (PCI).

Heute wird die Mehrheit der Metallstents aus einer Kobalt-Chrom-Legierung hergestellt, da diese Legierung auch bei dünneren Verstrebungen ihre Stärke beibehält. Polymerstents erfreuen sich auch einer stetig wachsenden Beliebtheit, da sie eine gute Biokompatibilität aufweisen.

 

stent sample laser cut with ILT Versa stent cutting machine

Nitinolstent geschnitten mit ILT Versa Lasersystem

Materialien für Stents

Metalle

  • 316 Edelstahl (SS 316): Chrom-, Nickel- und Molybdän-Legierung
  • Nitinol (NiFi): Nickel- und Titanlegierung
  • Magnesium-Legierungen (Mg)
  • Platin-Chromlegierung

Polymere

  • Poly-L-Lactid
  • Polycaprolacton

Was sind die größten Herausforderungen beim Stentschneiden?

Geometrie

Stents existieren in vielen Formen und Größen abhängig von ihrem Zweck. Unabhängig von ihrer Anwendung haben jedoch alle Stents eine komplexe Geometrie, die eine präzise Schneidtechnik erfordert.

Material

Stents können aus einer Vielzahl an verschiedenen Metalllegierungen und Polymeren gefertigt werden. Jedes Material kommt mit individuellen Herausforderungen für das Schneiden von Stents. Hersteller müssen zudem die Biokompatibilität berücksichtigen.

Schäden durch Hitze

Auch wenn Laserschneiden nur eine geringe Wärmeeinflusszone (WEZ) besitzt, können weitere Prozessschritte notwendig sein, um Mikrorisse und andere Schäden zu beseitigen, die beim Stentschneiden entstehen können.

Nachverfolgbarkeit

Um den Anforderungen der Zulassungsbehörden an die Sicherheit zu entsprechen, müssen Hersteller jeden einzelnen Herstellungsschritt dokumentieren, inklusive des Schneidens von Stents.

Warum sind Faserlaser wesentlich effizienter für das Schneiden von Stents?

Hoher Durchsatz, Präzision, Wirkungsgrad und wiederholbare Ergebnisse machen Faserlaser zu einer ökonomisch sinnvollen Wahl für das Stentschneiden. Faserlaser haben einen breiteren Schnittspalt, der sich ideal für das Schneiden von spiralförmigen Stents eignet, die einen Schnittspalt von mehr als 25 µm erfordern, damit sich der Stent korrekt biegen kann. Faserlaser können ebenfalls dickere Wände mit geringer Verjüngung schneiden.

Polymer- und Metallstents können mit Hybrid-Femtosekundenlasern geschnitten werden. Ein UKP-Laser hat extrem kurze Pulse, die beim Schneiden von Stents Hitzeschäden verhindern. Dies wiederum ermöglicht eine einfache Nachbearbeitung, bei der ein Ultraschallbad und Wasser anstelle von Chemikalien verwendet werden. Dünne Röhren mit einem Außendurchmesser von 0,3 mm können mit einem Femtosekundenlaser geschnitten werden, ohne die Rückseite der Röhre zu beschädigen. Die Verwendung eines UKP-Lasers bietet den Anwendern eine unschlagbare Präzision mit einem Schnittspalt von weniger als 13 µm, was ideal für scharfe Kanten ist. Femtosekundenlaser sind zwar teurer, aber die Anwender können dennoch Kosten einsparen, da für UKP-Laser weniger Schneidgas benötigt wird.

Präzises Stentschneiden mit dem ILT Versa System

Innerhalb der letzten Jahre konnte das ILT Versa System das Vertrauen von Stentherstellern in der ganzen Welt gewinnen. Die vollautomatisierte Laserschneidmaschine für Stents bietet die Stabilität, die für das Präzisionsschneiden von Stents benötigt wird. Abhängig von Ihren Anforderungen kann die ILT Versa mit einem grünen, Infrarot-, oder UV- Piko- oder Femtosekundenlaser ausgestattet werden.

 

technician cutting stents on ILT Versa - IPG's stent cutting laser system

Zusätzlich erfüllt die HMI-2200 Software die Anforderungen des Title 21 CFR Part 11 und ermöglicht es Herstellern so, die Vorschriften der FDA oder ähnlicher Behörden für die Dokumentation zu erfüllen. Über die Steuerung kontrollieren Sie alle Aspekte des Herstellungsprozesses, von der Lasersoftware bis hin zur Regulierung des Schneidgases. Nutzer können alle Hardware- und Softwarekomponenten über eine bedienerfreundliche Schnittstelle steuern.

HMI-2200 vereinfacht nicht nur den Betrieb des Systems, es liefert auch nachverfolgbare Berichte inklusive Zeitstempel und Signaturen. Dieses System für das Schneiden von Stents kommt ebenfalls mit einer Datenbank aus erprobten und validierten Subroutinen, die über die letzten 20 Jahre hinweg entwickelt wurden und auf die Spezifikationen des Nutzers angepasst werden können.

Wenn Sie Ihre Produktion skalieren, verändern sich oft auch Grundriss und Aufbau Ihrer Anlagen. Dank ihrer Räder und der kompakten Größe kann die ILT Versa einfach durch übliche Flure und Türen transportiert werden. Dies erspart Ihnen auch eine erneute, zeitintensive Abnahme nach dem Transport.