의료 기기에 사용된 니티놀 와이어의 성공 사례
의료 기기에 사용되는 니티놀
니티놀은 형상 기억과 초탄성 특성으로 다른 소재와 구별되는 니켈-티타늄 합금입니다. "형상기억"이라는 용어는 원래의 모양을 "기억"하고 가열하면 변형되기 전의 모양으로 돌아가는 현상을 설명합니다. 초탄성은 합금의 엄청난 탄성을 의미하며, 이는 현재 의학에서 사용되는 최고급 스테인리스강보다 10배 이상 높을 수 있습니다.
니티놀의 초탄성 품질은 생체 적합성과 함께 체내에 이식되는 다양한 유형의 의료 기기를 만드는 데 이상적입니다. 많은 사람들에게 친숙한 응용 분야는 혈관을 지지하고 혈관을 열어두는 장치인 스텐트입니다. 니티놀의 초탄성 덕분에 스텐트나 심장 판막과 같은 의료 기기를 카테터 내부에 맞는 모양으로 압축할 수 있습니다. 카테터가 신체의 정확한 위치에 배치되고 장치가 풀리면 원래 모양으로 돌아갑니다.
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사례 연구 - 배경
Stanford Advanced Materials(SAM)의 한 고객은 니티놀 와이어로 만든 의료 기기를 개발하고 있었습니다. 연구팀은 환자의 식도에 삽입하는 특수 장치를 개발 중이었는데, 이 장치에는 식도에 상처가 나지 않도록 볼 끝이 있고 보호 목적으로 심장에서 한쪽으로 휘어진 곡선 모양 디자인이 포함되어 있었습니다. 다른 쪽 끝에는 의사가 잡을 수 있는 손잡이 역할을 하는 플라스틱 후크가 달려 있었습니다.
인체에 사용되는 기기이기 때문에 불순물을 피하고 각 부품 사이의 용접을 최소화하거나 아예 없거나 피해야 했습니다(원래 헤드볼의 디자인은 와이어의 한쪽 끝에 용접이 되어 있었습니다).
고객이 설계하고 의료 현장에 적용하려는 의료 기기에 대한 위와 같은 요구 사항을 제시하자 SAM의 엔지니어들은 곧 목표를 달성하기 위한 제안서를 작성했습니다. 가장 큰 난제였던 와이어가 작은 크기로 환자의 입에 들어가지만 곧 환자의 체내에서 와이어로 확장되는 문제는 니티놀 소재를 사용하여 해결했습니다. SAM의 엔지니어들은 '형상 기억 와이어'를 얼음물에 보관하여 작은 모양을 고정하고, 와이어가 인체에 들어가 식도에서 열(약 37도)을 만나면 천천히 원래 디자인으로 확장된 모양으로 복원할 것을 제안했습니다.
SAM의 엔지니어들은 고객의 만족을 위해 세부 사항에 특별한 주의를 기울여 사용 중 공이 환자의 몸에서 떨어지는 사고를 방지하기 위해 와이어를 공 끝으로 녹이는 방법을 제안했습니다. 다음은 와이어 끝이 녹은 공의 사진입니다:
사례 연구 - 찰리지
첫 번째 샘플이 도착한 후 고객은 한 가지 문제가 있었습니다. 손잡이의 와이어가 너무 부드러워서 와이어가 이미 체내에 들어갔을 때 시술자가 돌리고 조작하기 어렵다는 것이었습니다. 와이어가 너무 부드러우면 쉽게 꼬여서 본체의 곡선 방향을 조정할 수 없었습니다.
이 문제를 해결하기 위해 저희 엔지니어들은 창의적이면서도 신뢰할 수 있는 또 다른 솔루션을 생각해냈습니다:
직선(루프 끝 포함)과 곡선 부분을 분리하는 것입니다. 두 부분을 함께 용접하면 전체 조각이 연속적으로 보입니다. 이 방법을 사용하면 직선 와이어는 훨씬 더 강해지고 곡선은 '형상 기억'을 유지합니다. 이렇게 하면 개당 3.98달러의 추가 비용이 발생하지만, 기능 문제를 해결하고 사용자와 환자 친화적인 장치를 만들 수 있기 때문에 고객은 이 제안을 받아들였습니다.
사례 연구 - 솔루션
고객은 당사의 접합 제안을 수락하여 다음 주문에 사용했습니다. 이전의 상단 볼 및 와이어 용접과 달리 용접 끝이 매우 튼튼하여 떨어지지 않아 임상 적용에 안전성을 제공합니다. 기기의 가격은 상승했지만 우수한 성능과 긴 사용 수명으로 인해 평생 사용 비용이 40% 절감되었습니다. 가장 흥미로운 부분은 새로운 엔지니어링 조정으로 고객이 이 설계로 발명 특허를 출원했다는 점입니다 - SAM은 고객에게 전문적이고 효과적인 제안을 제공했습니다.
SAM은 의료용으로 널리 사용되는 다양한 등급의 니티놀 와이어(니켈-티타늄 합금 와이어)와 기타 다양한 용도의 니켈-티타늄 합금 와이어를 제조하는 신뢰할 수 있는 제조업체입니다. 유사한 용도의 의료 기술 회사에서는 니티놀에 대한 요구 사항이 있으면 sales@samaterials.com 으로 요청해 주시기 바랍니다.
