Как стартап производит медицинские приборы, спасающие жизни людей

Джо Кемпф расслабленно сидит на своем вращающемся стуле в прагматично обставленной переговорной комнате и объясняет: «Мы с командой потратили годы на разработку специализированной платформы для лазерной резки медицинских трубок. Мы оптимизировали каждый аспект рабочей станции, чтобы сделать станок максимально эффективным и быстрым. И мы восполнили те пробелы в технологии и удобстве использования, которые есть у других станков». Рассказывает об этом квалифицированный инженер и соучредитель стартапа Alpine Laser. В 2019 году он уволился с постоянной работы в сфере медицинского оборудования, собрал свои сбережения и вместе с партнером поставил все на одну карту — на стартап Alpine Laser.

Что хорошо задумано: Кемпф хочет создать станки для микрообработки и продавать их производителям стентов и подобных трубок. Врачи вставляют крошечные эластичные сетчатые трубки в суженные кровеносные сосуды и нервные пути, чтобы держать их открытыми. В промышленно развитых странах с быстро стареющим населением это одна из многих минимально инвазивных хирургических процедур, которые становятся все более распространенными и заменяют более рискованные методы: с их помощью врачи могут легче справляться с такими типичными болезнями цивилизации, как инфаркт миокарда или инсульт. Только в США пациентам ежегодно устанавливают более двух миллионов стентов, и эта тенденция растет. А врачи постоянно разрабатывают новые методы лечения, для которых им нужны трубчатые компоненты, вырезанные лазером.

Что затруднительно: Кемпф хочет создать станки для микрообработки и продавать их производителям стентов и подобных трубок. Это связано с тем, что выход на рынок медицинского оборудования строго контролируется регулирующими органами по всему миру. Это понятно, но следствием является то, что крупные производители станков для резки стентов делят рынок между собой. «Между тем существующие производители уже не успевают за растущим спросом на стенты, что создало узкое место», — объясняет Кемпф.

Кемпф знает отрасль. Его команда знает, что работает, а что нет, и что должны уметь делать станки. В течение последних 18 месяцев они сравнивали свою систему лазерной резки практически со всеми другими системами, представленными на рынке. Проектирование таких станков всегда связано с компромиссом: с одной стороны, станок должен легко масштабироваться и тем самым обеспечивать экономическую эффективность производства; с другой стороны, он должен быть легко конфигурируемым в соответствии с индивидуальными требованиями пользователя. Кемпф: «Мы поняли, что только модульная конструкция системы может объединить обе цели». Поэтому команда Alpine Laser разработала систему, которая позволяет выполнять микрообработку сложных заготовок в два-пять раз быстрее, чем обычные станки. Одна из причин этого: благодаря гибким инструментам наладка держателя детали и выравнивание оптики занимает менее пяти минут. Это значительно быстрее, чем у всех предыдущих систем. И это при площади всего 1,2 на 0,7 метра. Ни один другой станок для изготовления стентов не занимает так мало места.

Разумеется, станок оснащен ультракороткоимпульсным лазером (UKP): без фемтосекундного лазера было бы невозможно добиться требуемых гладких кромок и крошечных распорок для трубок диаметром 0,25 миллиметра и с толщиной стенок всего 0,5 миллиметра. Но, как объясняет Кемпф, ультракороткоимпульсные лазеры не отличаются особой гибкостью: «Это могло бы вызвать проблемы с нашей стратегией разработки модульной платформы, где мы можем использовать множество общих компонентов системы во всех конфигурациях станка; это включает как ультракороткоимпульсные лазеры, так и импульсные волоконные лазеры непрерывного излучения».

Затем Кемпф узнал, что компания TRUMPF работает над созданием первого в мире ультракороткоимпульсного лазера с кабельным соединением. «Нам сразу стало ясно, что это ключ к модульной конструкции». Новый лазерный оптоволоконный кабель состоит из волокна с полой воздушной сердцевиной. Оно передает ультракороткие лазерные импульсы из точки А в точку Б без потери стабильности. «Это позволяет нам отделить источник излучения от оптики для резки без необходимости устанавливать громоздкий блок лазерной головки вблизи зоны обработки, — говорит Кемпф. — Это делает станок намного компактнее и позволяет нам стандартизировать конструкцию станка как для ультракороткоимпульсных, так и для волоконных лазеров».

Стартап Alpine Laser связался с компанией TRUMPF. Затем обе компании сотрудничали в разработке Medicut Pro компании Alpine Laser — первого в мире станка, использующего ультракороткоимпульсный лазер с подачей импульса по волокну с полой воздушной сердцевиной для промышленного производства. Другим преимуществом является качество излучения, которое обеспечивает TruMicro. «Ультракороткоимпульсные лазеры могут создавать настолько чистые кромки реза, что наши клиенты могут производить детали, не требующие дополнительной обработки агрессивными химикатами во многих областях применения, — объясняет Кемпф. — Это устраняет существенное препятствие для производителей оборудования: люди не хотят работать с опасными химикатами».

Станок готов, и Alpine Laser надеется на скромный, но стабильный рост продаж. Но их буквально захлестнула волна спроса. Воодушевленный этим опытом, Кемпф теперь уделяет внимание новым системам резки плоских листов с ультракороткоимпульсными лазерами для изготовления сложных систем введения катетеров методом лазерной резки. Он говорит: «До завершения нашей работы еще далеко — мы только в начале пути. У нас есть длинный список изделий, которые могли бы выиграть от модернизации путем замены старого промышленного дизайна новыми, более совершенными технологиями. Команда Alpine будет продолжать исследовать и внедрять новейшие технологии, чтобы наши станки продолжали превосходить все предлагаемое на рынке в течение многих лет».