Οι καρδιαγγειακές παθήσεις από τις καρδιαγγειακές παθήσεις έως τον περικαρδιακό ιστό των βοοειδών είναι μία από τις κύριες αιτίες θανάτου στον κόσμο: ο ετήσιος ρυθμός αύξησης των καρδιαγγειακών παθήσεων στην Κίνα είναι 9,85% και εξακολουθεί να αυξάνεται. Σύμφωνα με την «China Cardiovascular Health and Disease Report 2019», υπάρχουν 330 εκατομμύρια άνθρωποι που πάσχουν από καρδιαγγειακές παθήσεις και οι καρδιακές βαλβίδες αντιπροσωπεύουν σχεδόν το 1/3 του επιπολασμού των καρδιαγγειακών παθήσεων στην Κίνα. Το 2018, ο αριθμός των ασθενών με καρδιακή βαλβιδική νόσο στην Κίνα ήταν 27,2 εκατομμύρια και η «Λευκή Βίβλος για τα δεδομένα καρδιοχειρουργικής και καρδιοπνευμονικής παράκαμψης στην Κίνα» δείχνει ότι με την εμβάθυνση της γήρανσης του πληθυσμού, αναμένεται να φτάσει τα 31,3 εκατομμύρια σε 2025.
Η καρδιακή βαλβίδα είναι η βασική δομή της καρδιάς, η οποία μπορεί να προκαλέσει θάνατο λόγω συγγενούς ή επίκτητης φλεγμονής και άλλων ασθενειών όπως ανεπάρκεια (παλίνδρωση) και στένωση της βαλβίδας. Υπάρχουν τέσσερις κύριες κατηγορίες βαλβιδοπάθειας: η στένωση της αορτής, η αορτική ανεπάρκεια, η ανεπάρκεια μιτροειδούς και η τριγλώχινα. Για ασθενείς με σοβαρή βαλβιδική καρδιακή νόσο, η αντικατάσταση τεχνητών καρδιακών βαλβίδων είναι η πιο αποτελεσματική θεραπεία.
Οι τεχνητές βαλβίδες καρδιάς μπορούν να χωριστούν σε μηχανικές βαλβίδες από πυρολυτικό άνθρακα και βιολογικές βαλβίδες από διασταυρωμένο περικαρδιακό ιστό από χοίρους και βοοειδή. Οι μηχανικές βαλβίδες είναι σχεδιασμένες να διαρκούν περισσότερο (50 + χρόνια), αλλά είναι πιο επιρρεπείς σε επιπλοκές και απαιτούν αντιπηκτικά εφ' όρου ζωής και δοκιμές για τη λειτουργία της πήξης. Η διάρκεια ζωής του βιολογικού κρημνού είναι μικρότερη από αυτή του μηχανικού κρημνού (10-20 έτη) και το πλεονέκτημα είναι ότι δεν υπάρχει μακροχρόνια αντιπηκτική αγωγή.
Στην Ευρώπη και τις Ηνωμένες Πολιτείες χρησιμοποιούνται περισσότερες βιολογικές βαλβίδες, που φτάνουν πάνω από 75%. Στα πρώτα χρόνια της Κίνας κυριαρχούν οι μηχανικές βαλβίδες. Τα τελευταία χρόνια, με την ανάπτυξη της βιοτεχνολογίας, ξεπεράστηκε σταδιακά το μειονέκτημα της χαμηλής αντοχής των βιολογικών βαλβίδων. Τα ερευνητικά δεδομένα δείχνουν ότι το 20-ετήσιο ποσοστό επιβίωσης των βιολογικών περικαρδιακών βαλβίδων βοοειδών έχει φτάσει πάνω από 90%, το οποίο είναι πολύ υψηλότερο από αυτό των μηχανικών βαλβίδων, περίπου 45%.
Μεταξύ των βιολογικών υλικών βαλβίδων, ο περικαρδιακός ιστός βοοειδών έχει γίνει το κύριο προϊόν στις αγορές της Ευρώπης και της Αμερικής λόγω των καλύτερων μηχανικών ιδιοτήτων του και της μεγαλύτερης αντοχής του από την αορτική βαλβίδα χοίρου. Χρησιμοποιείται στην καρδιοχειρουργική για την αντικατάσταση αορτικών, μιτροειδών και τριγλώχινας βαλβίδες που έχουν υποστεί βλάβη, έχουν υποστεί βλάβη ή έχουν εμφυτευθεί προηγουμένως.
Από τον περικαρδιακό ιστό βοοειδών έως τον καθαρισμό με λέιζερ
Αν και το περικάρδιο έχει προσελκύσει μεγάλη προσοχή ως πρώτη ύλη, οι ίνες και το λίπος που ενυπάρχουν στον ιστό του περικαρδίου βοοειδών μπορούν εύκολα να επηρεάσουν τη λειτουργία του ίδιου του ιστού. Επιπλέον, το περιβάλλον εκχύλισης του περικαρδίου είναι ένα κοινό περιβάλλον σφαγείου και οι πρώτες ύλες έχουν διάφορες ξένες σκόνες που προσκολλώνται στην επιφάνεια των ινών ιστού. Η τρέχουσα μέθοδος αφαίρεσης είναι η χειροκίνητη αφαίρεση, η οποία δεν είναι μόνο αναποτελεσματική, αλλά είναι επίσης εύκολο να προκαλέσει τυχαίο τραυματισμό τεμαχίων ιστού και υπάρχει ένα ορισμένο ποσοστό επανεπεξεργασίας.
Το πάχος του ιστού του περικαρδίου είναι περίπου 0.3-0.4mm και υπάρχουν περίπου 50um χονδροειδείς ίνες στην πιο χονδροειδή πλευρά. Επειδή το υπόστρωμα είναι λεπτό και οι ρύποι αναπτύσσονται στην επιφάνεια του υποστρώματος, είναι δύσκολο να αφαιρεθούν με χημικές ή υπερηχητικές μεθόδους καθαρισμού. Προς το παρόν, ο χρόνος χειροκίνητης παραγωγής κάθε βαλβίδας διαρκεί περίπου 12-18 ώρες και οι περισσότερες από αυτές χρησιμοποιούν τεχνητές μεθόδους για να αφαιρέσουν τις επιφανειακές ίνες σπιθαμή προς σπιθαμή με τσιμπιδάκια και στη συνέχεια να ράψουν, κάτι που είναι πολύ χαμηλής απόδοσης και το αποτέλεσμα αφαίρεσης ινών δεν είναι καλό.
Ο εξοπλισμός καθαρισμού παλμικού λέιζερ του Water Drop Laser μπορεί να εφαρμοστεί στην αφαίρεση ινών στην επιφάνεια του περικαρδιακού ιστού. Ο καθαρισμός με λέιζερ είναι η χρήση ενέργειας λέιζερ για να διεισδύσει στην επιφάνεια του αντικειμένου έτσι ώστε το ηλεκτρόνιο να απορροφά ενέργεια, να μεταφέρει στο πλέγμα για να παράγει κραδασμούς και να παράγει μια μακροσκοπική θερμοκρασία για την εξάτμιση των ρύπων σε χρόνο 10 picosecond, έτσι ώστε να επιτευχθεί ο σκοπός του καθαρισμού. Μετά τον καθαρισμό, η επιφάνεια του περικαρδιακού ιστού ήταν λεία και δεν υπήρχαν ίχνη καψίματος και αποχρωματισμού.
Οι βιολογικοί ιστοί χρησιμοποιούνται όλο και πιο ευρέως. Ωστόσο, οι διαδικασίες καθαρισμού στην πρώιμη παραγωγή τέτοιων σημαντικών πηγών βιολογικού ιστού όπως ο περικαρδιακός ιστός βοοειδών, η αορτική βαλβίδα χοίρου ή ο περικαρδιακός ιστός χοίρου είναι όλες παρόμοιες. Ο τρόπος χειροκίνητης επεξεργασίας επιφανειακών ινών, ξένων σωμάτων και μολυσμένης σκόνης επηρεάζει σε κάποιο βαθμό τον ρυθμό παραγωγής και την ποιότητα των προϊόντων. Η τεχνολογία καθαρισμού με λέιζερ μπορεί να αναπληρώσει και να βελτιώσει την παραγωγική απόδοση των προϊόντων από αυτή την άποψη.
Από τον καθαρισμό με λέιζερ έως τις ιατρικές συσκευές
Η εφαρμογή βόειου περικαρδιακού ιστού είναι μόνο μία περίπτωση της εφαρμογής μας στον τομέα των ιατροτεχνολογικών προϊόντων, στην πραγματικότητα, οι ιατροτεχνολογικές συσκευές έχουν ευρεία προοπτική εφαρμογής καθαρισμού με λέιζερ: από βόειο περικαρδιακό ιστό έως βιολογικά επιθέματα κερατοειδούς, από επεμβατικές ιατρικές συσκευές εμφυτεύματος έως γενικές κλινικός ιατρικός εξοπλισμός, η ζήτηση για καθαρισμό χωρίς επαφή, υψηλής ακρίβειας είναι μια τεράστια αγορά που πρέπει να καλυφθεί.
Για παράδειγμα, οι εμφυτευμένες επεμβατικές ιατρικές συσκευές πρέπει να εισέλθουν στο ανθρώπινο σώμα και η ασφάλεια και η αποτελεσματικότητα είναι οι βασικοί δείκτες των εμφυτευμένων επεμβατικών ιατροτεχνολογικών προϊόντων. Μη ραδιενεργό, μη τοξικό, μη ρυπογόνο και καλή συμβατότητα με το ανθρώπινο σώμα είναι η γενική επιλογή των υλικών του, η οποία απαιτεί κατά την επεξεργασία των εμφυτευμένων επεμβατικών ιατροτεχνολογικών προϊόντων να διασφαλίζονται τα εγγενή χαρακτηριστικά του υλικού, τα οποία σημαίνει ότι οι φυσικές, χημικές και δομικές ιδιότητες του υλικού δεν μπορούν να προκαλέσουν δυσμενείς αλλαγές. Η τεχνολογία επεξεργασίας λέιζερ έχει γίνει σταδιακά η προτιμώμενη τεχνολογία για την επεξεργασία συσκευών από αυτή την άποψη.
Επειδή ο καθαρισμός με λέιζερ έχει τα πλεονεκτήματα της κλίμακας επεξεργασίας χωρίς ρύπανση χωρίς επαφή, σε επίπεδο micron, δεν αλλάζει τα χημικά ή φυσικά χαρακτηριστικά του ίδιου του βιολογικού υλικού και δεν καταστρέφει το υπόστρωμα. Σε σύγκριση με τα χειροκίνητα καθαριστικά ή τα χημικά καθαριστικά, είναι πιο «καθαρό» και πιο κατάλληλο για φύτευση ιατρικού εξοπλισμού όπως επεμβατικές ιατρικές συσκευές που έχουν ειδικές απαιτήσεις καθαρισμού.
Εκτός από τις τεχνητές βιολογικές βαλβίδες καρδιάς και τα διάφορα είδη επιθεμάτων, άλλες ιατρικές συσκευές κατασκευασμένες από μηχανικούς ή βιολογικούς ιστούς, όπως καθετήρες, στεντ στεφανιαίας αρτηρίας, μπαλόνια, αποφράξεις για τη θεραπεία συγγενών καρδιακών παθήσεων, οδοντικά εμφυτεύματα και κεραμικά υλικά μπορούν να εφαρμοστούν σε καθαρισμός με λέιζερ.
Επί του παρόντος, οι μέθοδοι βιομηχανικού καθαρισμού, όπως ο καθαρισμός με υπερήχους και ο καθαρισμός με πλάσμα, έχουν γίνει ευρέως διαδεδομένες στην εφαρμογή ιατρικών συσκευών και έχουν γίνει το «πρότυπο» του εργαστηριακού ή κλινικού εξοπλισμού. Επειδή ο χρόνος εκβιομηχάνισης του καθαρισμού με λέιζερ είναι πολύ σύντομος, οι περισσότεροι άνθρωποι εξακολουθούν να μην είναι εξοικειωμένοι με αυτό και δεν μπόρεσαν να κάνουν τη διαφορά στον τομέα των ιατροτεχνολογικών προϊόντων.
Ωστόσο, με τα επιστημονικά ερευνητικά επιτεύγματα των αντίστοιχων κλάδων να μπαίνουν σταδιακά στην αγορά, πιστεύω ότι ο καθαρισμός με λέιζερ θα παίξει σημαντικότερο ρόλο στην παραγωγή περισσότερων ιατρικών συσκευών στο μέλλον.
Η Xi'an Guosheng Laser Technology Co., Ltd. είναι μια επιχείρηση υψηλής τεχνολογίας που ειδικεύεται στην Ε&Α, την κατασκευή και τις πωλήσεις αυτόματου εξοπλισμού επένδυσης λέιζερ, εξοπλισμού επένδυσης λέιζερ υψηλής ταχύτητας, εξοπλισμού σβέσης λέιζερ, εξοπλισμού συγκόλλησης λέιζερ και εξοπλισμού τρισδιάστατης εκτύπωσης. Ο εξοπλισμός συγκόλλησης με λέιζερ είναι οικονομικά αποδοτικός και πωλείται στο εσωτερικό και στο εξωτερικό. Εάν ενδιαφέρεστε για τα προϊόντα μας, επικοινωνήστε μαζί μας στο bob@gshenglaser.com.