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脉冲紫外激光器在医疗应用领域的优势分析

脉冲紫外激光器在医疗应用领域的优势分析

发布时间:
2022/05/07
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脉冲紫外激光器在医疗应用领域的优势分析

 

打标对于医疗器械和制药行业来说至关重要,可以实现产品追踪和识别,打击假冒产品。通常,人们使用墨水印制标签。近年来,则使用红外激光进行打标。但这些方法都存在不足。
 

紫外二极管泵浦固体激光器(DPSS)则真正克服了其它技术的弊端,过去却因其成本昂贵而甚少使用。但投资成本和购置成本的大幅减少,让紫外激光打标吸引了更多医疗应用的目光。本文评述了紫外激光打标的特性,并展示了紫外激光打标在某些医疗和制药行业上的应用效果。
 

和其它行业相比,医疗产品对打标的要求更为独特。药丸是口服的,很多其它医疗产品(如导管、支架等)是外用或植入病患体内的。紫外激光器在医疗应用领域的优势分析因此,通常要求标记本身不能成为一个污染源,也不能含有化学成分从而可能导致过敏反应。此外,通常要求打标后的标记表面要平滑,避免组织损伤,也要避免让标记成为细菌滋生的场所。
 

医疗标记通常还要求包含批号、序号或其它辨识信息,可以确定特定产品是何时何地生产。因此,如果某种产品被发现存在缺陷,用户可以很容易确认他们购买的产品是否就是同一批次的。
 

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批处理和来源打标还有助于应对医药和医疗行业中一个日益突出的问题,即假冒产品和“货色市场”产品。有时候假冒产品只是将药瓶上的标签撕下来,再贴上了一个新的标签。但是,西方国家日益被假冒药品(通常在亚洲生产)所充斥,这些假药看起来完全一样,但是可能所含剂量不对,或者未能达到必要的质量控制标准。
 

因此,理想的医疗标记应该是难以擦掉、易于识别、难以复制或替换,含有独特的序列化信息,并且不会改变产品的功能性。
 

对医药、医疗器械及其包装的打标,主流方法一直是油墨印刷(喷墨或移印)。通常使用凹版胶印法对药丸进行压印。对于制造商来说,选择这种印刷方式是因为其投资成本相对较低。但是,耗材(墨水)成本通常较高。
 

在医疗应用中,印刷的主要缺点是印刷标记总是容易被移走或改动(特别是如果印刷在纸质标签上)。这意味着经过运输、装卸和储藏后,印刷标记会变得难以识别,也容易被别有用心的人假冒。
 

印刷质量也有限,如果制造商们想将更多信息(包括二维码)压缩到一个小区域,就会产生问题。特别是对于药丸印刷来说,在进行平板印刷时会对产品产生压力,因此难以应用到日益流行的“软胶囊”上。
 

即使用于印刷医药和医疗器械的墨水是无毒的,但印刷设备本身通常比较“脏”,使用的润滑剂和溶剂经由空气传播,会污染印刷产品。此外,印刷设备通常极为复杂,需要停机进行清理和维护。
 
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激光打标是一种非接触性打标方法,能避免污染问题,并无需耗材成本。此外,激光打标通常支持打印面积小却拥有高对比度和高分辨率的标记,并能够应用于弯曲或波状表面。
 

和红外激光相比,紫外激光和材料基本难以发生相互作用。紫外激光器在医疗应用领域的优势分析特别是三倍频二极管泵浦固体激光器的紫外线(355纳米)输出的吸收量要比在长波中多得多。随后会经历在塑料中与填充剂或颜料发生冷光化学(而非光热)作用。
 

大多数塑料是白色的,颜料是二氧化钛(TiO2),会大量吸收紫外光,然后晶体结构发生变化。这会导致物质颜色变深,在材料内部而非表面形成光滑、极为清晰的标记。
 

由于标记事实上是在材料内部,因此不会给细菌提供温床,在不损坏材料本身的情况下标记也几乎不可能被改变或损坏。紫外激光器的应用及发展趋势此外,由于这是一个冷加工过程,基本不会产生热影响区,也不会改变周边的材料。
 

而且,紫外线的高吸收率意味着材料可以使用更低激光功率来加工。最后,由于紫外光比红外线能够更紧地聚焦,紫外激光器支持打标如二维码等复杂的高分辨率标记。