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创新

KLA Instruments™ 生物医学解决方案能够保护患者,并帮助制造商提高良率

6月5日, 2023 4 分钟阅读时间

在生物医学领域,传感器、监视器、假体、给药系统和移植物等多种不同类型的设备和装置被用于人体内外。

“KLA Instruments 凭借不断完善的光学和探针式轮廓仪、薄膜测量以及纳米压痕产品组合,帮助医疗行业设计者提高良品率,并缩短产品的研发周期。我们为生物医疗领域的制造者们提供了丰富的量测解决方案,以满足他们对表面粗糙度、膜厚、新型材料的表征,以及纳米力学特性等多方面的量测需求。”

Manjit Daniel,KLA Instruments 全球销售高级总监

涂层为患者提供保护

透明聚对二甲苯等薄膜涂层通常可保护医疗设备或器件免受腐蚀,而其他生物相容性涂层可保护患者免受意外的组织创伤、感染甚至排斥反应等并发症的侵害。 包括血管成形术球囊在内的一些装置是独立的膜,必须具有均匀且固定的厚度,才能确保正常工作。

由于其卓越的涂层性能,聚对二甲苯的应用范围已从极端环境用途的印刷电路板(PCB)扩展至包括生物医学在内的各种工业电子用途。 聚对二甲苯涂层由具有中间液相的气态相工艺而形成,可形成保形涂层,覆盖锋利的边缘、点、缝隙和裸露的内表面,厚度均匀且无针孔。 这种涂层是一种有效的阻隔层,因为它极度可靠、轻质、无应力、透明,且具有生物相容性。

多功能透明聚对二甲苯涂层可保护接受心脏手术的患者,并为生物医学行业带来多种益处。

测量涂层厚度的方法可能有所不同,若仅测量用于量测的样品而非实际器件,则通常会遗漏涂层的缺陷问题。 测量涂层工艺前后的样品重量,可以得到涂层的平均厚度,但会遗漏局部缺陷或不均匀性问题,从而造成故障隐患并产生严重影响。

KLA 的 Filmetrics 系列产品,例如 F3-CS 薄膜测量仪,可测量多种医疗应用中的薄膜厚度。

KLA Instruments 提供的量测解决方案

Filmetrics® 量测工具在测量薄膜和涂层时采用反射光谱原理,即:使不同波长的入射光在样品表面发生反射,然后对反射光谱进行分析。 从薄膜顶部和底部界面反射的光线可能相位相同,从而增强反射;也可能相位相反,从而减弱反射。 因此,反射光谱会出现特有的振荡式强度变化。

简而言之,薄膜越厚,反射光谱中出现的振荡就越多。 Filmetrics 的 F20、F40 和 F3-CS 系统推荐用于对以下膜厚的精确测量:

  • 血管支架
  • 植入物
  • 导丝、针头
  • 导管和血管成形术球囊壁厚度
  • 生物膜

Filmetrics F20

Filmetrics F20 系统是通用型的膜厚测量仪,已用于全球数千种应用场景。

只需不到一秒钟,即可测出厚度和折射率。 F20 和所有 Filmetrics 厚度测量仪器一样,可以连接到电脑的 USB 端口并在几分钟内完成设置。

Filmetrics F 系列具有不同的型号和配置,其主要区别在于膜厚的测量范围,而这一参数又取决于系统的波长范围。如需进一步了解各应用的差异,请参阅我们的技术文献页面中薄膜厚度测量仪相关的应用说明

F20 薄膜厚度测量仪

Filmetrics 40

F40 产品系列适用于测量小至 1 µm 光斑的厚度和折射率。对于大多数显微镜,F40 可以直接连接到 C 型转接口上,而后者是行业标准的摄像头接口类型。

F40 膜厚仪配备了集成式的彩色摄像头,可实现对薄膜厚度测量光斑的精准监测。 只需不到 1 秒钟,即可测出厚度和折射率。 和我们所有的桌面式膜厚仪相同,F40 可以连接电脑的 USB 端口并在几分钟内完成配置。

使用 Filmetrics F40 测量血管支架的药物涂层的屏幕截图(左)和配备光学显微镜的F40-EXR

KLA Instruments 的应用经理 Menno Bouman 表示“通过使用 Filmetrics F40 来控制膨胀球囊的球囊壁厚度,我们的客户可以为患者提供具有高质量和可靠性的膨胀球囊。”

Filmetrics Profilm3D®

除了薄膜和涂层厚度测量系统之外,Profilm3D® 光学轮廓仪还可以生成生物医学设备的 3D 测量结果,反映表面形貌、粗糙度、台阶高度以及许多其他受到关注的表面特征。

TotalFocus® 3D 成像技术可在整个垂直范围内优化每个像素的对焦信息。

Filmetrics Profilm3D 光学轮廓仪上的测量结果显示了心脏支架的 3D 形貌(左)和四苯基卟啉 (TPP) 的真彩 3D 形貌。

真彩成像技术为增强可视化效果提供了实际颜色信息,尤其是对于细微特征或掩藏起来的特征;而增强粗糙度模式 (ERM) 可提高透镜等高斜率表面的保真度。

请观看这段视频,以了解 KLA Instruments 的纳米压痕仪、轮廓仪和膜厚测量仪在生物医学中的其他应用。

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