PI 피에조 트랜스듀서, 의료기기 제조 분야에 새로운 기회 제공

[인더스트리뉴스 최종윤 기자] 피에조 트랜스듀서를 기반으로 한 도구는 최소 침습 수술 등을 시행하는 치과를 포함해 많은 의료 분야에서 사용되고 있다. 고급 시술에 사용되는 일반적인 도구로는 초음파 메스, 파코 핸드피스 및 스케일러가 있다.

피에조 트랜스듀서를 기반으로 한 도구는 최소 침습 수술 등을 시행하는 치과를 포함해 많은 의료 분야에서 사용되고 있다. [사진=gettyimage]

이 장비들은 음파를 사용해 단단한 조직과 부드러운 조직을 모두 효과적으로 처리한다. 예를 들어 구강 수술 중 초음파는 드릴링과 같은 기계적 작용을 향상해 추가적인 이점을 제공해 혈관과 같은 부위를 안전하게 보호한다.

초음파는 근육과 같은 연조직을 다룰 때 메스 블레이드를 고주파로 진동시켜 빠른 절단과 응고를 가능하게 하는 마찰력을 발생시킨다. 이는 심한 출혈을 최소화할 뿐만 아니라 더 빠른 지혈을 지원한다.

초음파 장비의 접촉점에서 높은 에너지밀도는 절단을 단순화해 더 적은 힘과 압력으로 수술 절개 부위를 더 작게 만들고 외상을 줄인다. 그 결과 환자는 수술 후 통증이 적고 상처가 더 빨리 치유되며 전반적으로 회복이 더 잘된다.

스케일러의 노드 위치 및 초음파 진폭 [자료=PI]

또한 초음파 의료 도구는 백내장 수술 또는 상처 괴사에서 볼 수 있듯이 캐비테이션과 음향력을 통해 치석 또는 신장 결석과 같은 단단한 것을 효율적으로 분해하고 연조직을 액화해 최소 침습적 제거를 할 수 있다.

초음파 장치, 특히 피에조 세라믹으로 제작된 스케일러는 조명, 냉각수, 가스, 흡입 옵션 등 다기능을 갖추고 있어 조직 밀봉 및 혈관 수술과 같은 시술에서 유용성을 높였다. 이러한 혁신은 초음파 기술이 의료 및 환자 치료를 발전시키는 데 중요하다는 것을 강조한다.

초음파 수술 도구 개발 시 고려해야 할 사항

먼저 압전 재료 기술 보유 여부를 체크해야 한다. 압전 재료를 사내 개발할 수 있는 역량을 갖춘 파트너는 모든 생산 프로세스의 일관된 품질을 제공하고 맞춤 제작을 할 수 있는 유연성을 제공한다. 전체 공급망과의 수직 통합을 통해 모든 프로세스 단계에서 짧은 리드 타임과 일관된 고품질을 보장한다.

컨설팅 및 제조 전문 지식을 가지고 있느냐도 중요하다. 전문 지식을 통합해 제품 개발 단계에서 압전 설계 및 사양을 미세 조정해 고객의 프로젝트 요구 사항에 밀접하게 부합하도록 보장한다.

부가가치 디자인 역시 고려 대상이다. 부가가치 디자인에 중점을 둠으로써 단순한 부품 제공을 넘어, 즉시 통합 가능한 포괄적인 솔루션을 제공한다. 납땜·접착·조립 등 추가 서비스를 통해 고객의 시간을 절약하며, 압전소자가 특정 용도에 최적화되도록 해 제품의 전체적인 품질을 향상 시킨다.

랑주뱅 트랜스듀서와 같은 파워 초음파 트랜스듀서는 산업 및 의료분야에 사용된다. 고품질 피에조 트랜스듀서링은 장치의 피크까지 증폭돼 대상 매체에서 진동을 유발하는 초음파를 생성한다. [자료=PI]

추가적으로 미니어처 피에조 설계 경험을 가지고 있는가도 체크해야 한다. 소형화는 미세유체 및 기타 분야에서 콤팩트하고 효율적인 솔루션을 제공하는 핵심 요소다. 작은 피에조 부품을 생산할 수 있는 첨단 제조 역량을 갖춘 파트너는 최소 공간에서 작동하는 혁신적인 애플리케이션 개발을 가능하게 하며, 이를 통해 장치 설계와 기능에 대한 새로운 가능성을 열어준다.

원활한 생산 확장이 가능한 파트너도 필수적이다. 초음파 수술 도구 시장의 빠르게 변화하는 요구를 충족하기 위해서는 시제품 제작부터 대량 생산까지 원활한 확장이 가능한 파트너여야 한다. 모든 생산 배치에서 피에조 부품의 일관된 품질을 보장할 뿐만 아니라, 배송 일정과 제품 품질에 영향을 주지 않고 변화하는 수요에 유연하게 대응할 수 있도록 한다.

마지막으로 엄격한 클린룸 기준을 준수하는가도 중요한 포인트다. 모든 피에조 부품이 민감한 미세 유체 애플리케이션의 고품질 요구 사항을 충족할 수 있게 보장할 수 있기 때문이다. 통제된 조건에서 제조하는 방식은 오염을 방지해 다양한 응용 환경에서 부품의 신뢰성과 성능을 보장하는 데 필수적이다.