有數據顯示，平均每半分鐘就會有1個中國患者用到冠脈支架。2020年11月5日，國家開啟了高值醫療耗材帶量采購，原本均價1.3萬元的心臟支架被降到不足700元，這個心驚肉跳的過程只用了15分鐘，而背后的故事卻要復雜得多。

心臟支架價格大跳樓的背后是醫療產業和政策的共同支撐，還有更為重要的一點：激光加工以其特有的優勢被越來越多的應用到醫療行業，解決傳統加工無法克服的難題，助力工業化心臟支架加工的技術革新與升級。

心臟支架：激光工藝為患者續命

心臟支架最早出現在20世紀80年代，又被稱作冠狀動脈支架，是用于經皮冠狀動脈介入手術（PCI）的器材，是治療冠心病的三大主要手段之一。心臟支架的直徑只有2-4毫米，重量不足萬分之一克，是應對急性心肌梗死較為直接、有效的工具。它能順著血管到達冠狀動脈堵塞的位置，快速撐開閉塞的血管，從而恢復并長期維持血液的正常流通。

由于心臟支架直接植入人體內，在使用特性和安全性上必須進行深入的考究，需要滿足極為苛刻的條件。例如靈活性、抗血栓、生物相容性、支撐力等方面的要求。心臟支架的壁管極薄，需要使用精密激光切割工藝進行制作。采用普通激光加工會導致心臟支架毛刺多、切槽寬度不統一等問題，這樣制作出來的心臟支架不能符合使用條件。

近年來，國外企業已經開始采用飛秒激光進行支架切割。飛秒激光是指時域脈沖寬度在飛秒（毫微微秒，10^-15秒）量級的激光。利用飛秒激光短脈沖產生的強電場，消除材料切點附近的自由電子，使帶正電荷的材料同性相斥，失去分子間的作用力，通過“分子摘除”的方式完成材料去除。這種方式加工的心臟支架斷面無毛刺、表面光潔平滑、無熱損不會產生燒蝕、切割精度高并且筋寬均勻。

金屬心血管支架植入是目前治療血管疾病應用最多的方法。2014年，愛爾蘭國立大學NCLA/Inspire實驗室的Clare等人采用脈寬為500 fs、頻率為100 kHz、波長分別為1030 nm及515 nm的飛秒激光，在不銹鋼表面誘導出兩種周期性表面結構，并研究了兩種周期結構對成纖維細胞和單核細胞的影響。結果表明，微結構表面不利于血細胞粘附，從而較少產生凝血的機會，提高了血管支架的血液相容性，且周期和深度的增加會降低細胞的粘附性。

由于金屬支架在植入后會永久留存在動脈中，存在引發醫療并發癥的風險。為了降低該風險，可吸收支架的概念也成為當今的研究熱點。該支架可以選擇聚左旋乳酸（PLLA）、聚乳酸（PLA）等材料制作而成，但這種材料熔點低，熱效應敏感，大大增加了加工工藝的難度。

利用超快激光對可吸收支架進行加工制造，使激光束能量對支架材料的熱效應降到最小。但目前超快激光微納制造的可吸收血管支架造價昂貴、產量較低，如何使用該技術實現血管支架工業化是研究人員亟需解決的難題。

激光精密加工的技術迭代

激光加工心臟支架最早在外國使用，以歐洲、美國、日本為主。長期以來，因受限于技術條件不夠成熟，制造的支架成品質量不夠高，因此國內的支架市場基本被國外企業所占據。

近年來，隨著國內研究機構的深入研發和激光企業的崛起，許多技術難關開始被攻克。隨之，心臟支架供應商的研發與生產開始采用激光精密加工技術。

2014年，合肥工業大學的程萍等使用飛秒激光加工技術，輔以加工襯套的椅形設計，成功制得可降解心臟支架樣品。樣品支架結構無熱損傷、切邊光滑且筋寬一致性約為±６μｍ。

2017年，中科院西安光機所結合自身傳統優勢學科，將飛秒激光精密智造作為研究所重點突破方向，成功研制出工業化心臟支架飛秒激光高精細加工設備，解決了國產心臟支架加工精度低、筋寬不一致、毛刺多等加工缺陷，實現了多種材料高精細低損傷切割加工，提高了國產心臟支架的性能和使用壽命，達到國際一流質量水準。該設備解決了制約心臟血管支架激光切割加工的"瓶頸"技術問題，提升了我國超過激光產業和醫療器械行業共有的技術水平和核心競爭力，推動了我國整個心臟血管支架行業迅猛發展。

心臟支架按材質可分為第二代金屬支架和第三代生物可降解支架，由于支架體型小、結構薄，外形和力學性能要求高等因素，激光加工是其最佳的加工方式。

普通光纖激光即可完成多數金屬支架的加工，而生物可吸收支架采用的是可降解高分子材料，由于其熔融加工時容易熱降解，光吸收率低、加工易炭化等問題，普通光纖激光的“熱”加工難承此任。而具有超高峰值功率和超短脈沖的飛秒激光具備顯著優勢，通過調試工藝參量能夠達到對可降解材料的切邊光滑無炭化的“冷”加工效果，完美解決以上問題。

目前市場上的醫用支架飛秒激光切割設備，為加工第三代可降解支架提供了最佳解決方案。采用特定治具結構，能夠解決可降解支架管材機械強度不足導致的加工問題，保證加工時相對位置、焦斑大小的穩定和支架筋寬的一致性。設備應用于醫療器械行業支架類產品的精密切割，主要切割聚乳酸（PLA）和聚左旋乳酸（PLLA）等可降解材料，同時兼容316不銹鋼、鎳鈦合金、鈷鉻合金、鎂鋁合金等金屬材料的精密切割。

飛秒激光加工制備的PLA可降解心臟支架

"中國激光制造"的實力不斷提升，不僅僅帶來了的有益于廣大群眾的直接利益，更讓我們有了打破外國技術壟斷的底氣和自信。可以說，從心臟支架的國產替代，一股自主研發的勢頭已經席卷了整個制造業。未來五年，將會是中國制造業自低端到高端全面爆發的五年，而最終受益的，也必將是中國本土的消費者。