隨著醫療器械制造業持續小型化，微型壓電陶瓷迎來了新機遇。PI Ceramic作為PI集團的壓電陶瓷事業部，憑借其在壓電陶瓷小型化及部件設計與制造的深厚經驗，精通傳統干壓以及多層流延工藝，為行業提供了技術精湛的產品。

　　可生產外徑尺寸小于1 mm的壓電陶瓷部件。這些微型壓電陶瓷元件可廣泛應用于新型掃描式導管內窺鏡、微計量調節、血管內鈣化消融、RDN(腎動脈交感神經消融)和用于調節眼內壓的有源植入裝置中。為了適應客戶多種應用需要，PI提供全方位的定制服務，涵蓋設計定制、材料挑選(含無鉛選擇)以及多種幾何構型，包括圓片、方片、管狀、球狀以及符合OEM客戶特定要求的定制形狀。

　　用于掃描式導管內窺鏡(SFE)的小型壓電陶瓷管

　　PI Ceramic能夠制造標準直徑小于0.8 mm、公差嚴格控制在50 μm范圍的小型壓電陶瓷管。這些小型壓電陶瓷管主要用于內窺鏡等醫療儀器。例如，壓電陶瓷管可實現徑向和軸向偏轉，配備分區電極時，還能在XY平面上進行掃描運動。

　　最新設計的掃描式纖維內窺鏡或掃描式導管內窺鏡(SFE)，僅通過1 mm直徑就能實現大范圍全彩成像。這些小型內窺鏡不僅能為微創手術提供高清激光視頻圖像，還為新興的生物技術應用開啟了新的可能性。 其工作原理是將分區小型管與穿過該管的單模光纖粘合在一起。 在諧振模式下操作壓電陶瓷管，通過控制X軸和Y軸之間的電壓大小從而控制相對位移量，進而可實現螺旋掃描，生成螺旋掃描圖案。針對特定應用設計的壓電陶瓷管尺寸極小，特殊尺寸可實現外徑0.45 mm，內徑0.2mm，長度5 mm，且驅動功率非常低(在20 V工作電壓下為5.5 mW)。對于需要更大掃描角度和掃描面積的應用，我們還可提供小型化彎曲型壓電雙晶片。

　　用于多層壓電陶瓷制造的流延設備

　　小型壓電陶瓷管可以利用>>逆壓電效應實現超快運動，使SFE中的光纖在5到12千赫茲的機械諧振中振蕩。這導致用RGB激光掃描照明平面?？梢詫较蛘駝右苿舆M行建模，使得光纖在操作期間(例如以螺旋掃描圖樣或以利薩如圖形)移動。在SFE操作期間施加的電壓很低，因為管狀壓電陶瓷促動器在電氣上相當于一個小電容器——在典型操作中，電壓低于50伏。彎曲型促動器也可以實現類似的掃描應用，即使在最小表面積的情況下也能實現相對較大的偏轉。

　　諧振單模光纖由小型管狀壓電陶瓷促動器驅動

　　用于微劑量泵和納米泵的小型壓電陶瓷板

　　小型壓電陶瓷換能器板可用作微劑量泵和納米劑量泵的驅動元件。由于壓電陶瓷元件幾乎可以瞬間對驅動信號變化做出反應，盡管體積小巧，也能實現高頻泵送和較大的流量。通過調整驅動信號幅度，可準確控制泵送行程，從而實現劑量的精準控制。

　　壓電陶瓷部件的生產

　　Fraunhofer微系統與固態技術研究所(EMFT)的科研人員正致力于開發一種有源植入裝置，用以調控眼內壓。該植入裝置融合了微型泵系統、基于傳感器的泵控制機制、集成式無線充電電池以及數據傳輸模塊。該植入裝置能夠直接應用于眼球。微型泵的驅動力來自于直接應用于硅基底上的壓電陶瓷換能器盤。這種設計不僅可以非常精密地生成所需的運動，還可以很容易地適應應用環境。通過精密的控制系統，即便在背壓條件下，也可以通過調節壓電陶瓷換能器的頻率或幅度來實現所需的治療輸送率。這款眼部植入裝置的泵最高輸送速率為每秒30微升，能夠依據不同的癥狀需求，進行眼睛濕潤或房水排出。

　　微流體

　　微流體是醫療技術的未來技術，為診斷和治療學的進步提供了基礎，并為PI Ceramic開辟了巨大的增長前景。微流體技術徹底改變了生物技術或化學等領域，并實現了精確的分析、診斷和治療。壓電陶瓷材料的集成是微流體創新的核心。

　　使用壓電陶瓷管毛細管實現精確的液滴生成壓電微型泵

　　微型隔膜泵需要能夠提供持續流量并支持可變流速的緊湊型驅動系統。由于每個循環泵送的流體體積較小，意味著要達到高流速，必須保證循環速率達到數千赫茲。圓片型壓電陶瓷可直接安裝在隔膜上，以使其實現轉向。如果隔膜或活塞直接與壓電陶瓷片耦合，則可以產生更大的泵送范圍或泵送力。

　　利用納米分注器實現精確滴定

　　納升或皮升滴定設備所采用的驅動器必須以最高可達數KHz的頻率運行，并產生生成微小液滴所需要的動能，避免出現后續滴落、霧化或形成衛星液滴。壓電陶瓷是這一應用的理想選擇：此類壓電陶瓷可直接開關閥門，也可借助合閘彈簧或柔性管控制排量。

　　用于房顫治療的壓電超聲換能器

　　Healium Medical研發了一款用于房顫(AF)治療的非接觸式引導消融系統。該公司利用經導管超聲技術，能夠迅速實現對肺靜脈的非接觸式環繞隔離，并提供病變形成的實時監測。這一系統旨在提升治療效率，簡化治療流程，并縮短治療時間。Healium Medical的技術突破了傳統AF消融技術的限制，通過實現無組織接觸和無間隙的消融方式，以及病變效果的實時評估，提供了一種更優的治療方案。其非接觸式引導消融技術利用超聲能量，精準傳遞和監控所需的能量，確保安全且迅速地圍繞肺靜脈形成治療性病變。它是通過小型壓電陶瓷集成到球囊導管中，壓電陶瓷工作產生的特定頻率的沖擊波定向輸送至鈣化部位，利用間歇脈沖的機械能釋放，以局部高效的震蕩形式，對血管內的鈣化結構進行“敲打”，最終使它碎裂，從而打開血管的“緊箍咒”，使血管擴張開。該技術的實現依賴于PI Ceramic提供的壓電超聲換能器。

　　非接觸式引導消融技術利用超聲能量，精準傳遞和監控所需的能量，確保安全且迅速地圍繞肺靜脈形成治療性病變(圖片來源：Healium Medical)