KR101930172B1 - 생체검사용 칼날 - Google Patents

Abstract

본 발명은 생체검사용 바늘 조립체 말단에 연결되는 칼날에 관한 것으로서, 생체검사용 바늘의 원형 단부에 결합되면서 평탄한 부재에 날을 세운 것과 같이 예리하게 연마되고 날의 총길이를 줄여 다양한 형태의 시술을 할 수 있도록 하는 생체검사용 칼날을 구현하기 위하여, 끝단은 예리하고 정면에서 보면 V자 형상이며, 평면에서 보면 대칭으로 호를 그리듯이 점점 커지면서 생체검사용 바늘의 원형 단부에 부드럽게 결합 되도록 턱이 있는 형상을 소결, MIM(Metal Injection Molding)공법등을 이용하여 제작되며, 끝단부터 V자 형상의 4면에 ø10 mm 이하의 공구로 연마하는 생체검사용 칼날에 관한 것이다.

Description

생체검사용 칼날{Blade For Biopsy Device}

본 발명은 생체검사용 칼날에 관한 것으로, 보다 상세하게는 생체검사용 바늘 조립체의 바늘 끝단에 결합되며, 많은 양의 힘을 필요하지 않고 그리고 칼날을 생체에 삽입 전에 생체조직 절개를 미리 할 필요없이 바로 조직을 천공하며 관통하도록 구성된 칼날로서 환부에 삽입되어 생체조직을 도려낼 수 있도록 하는 생체검사용 칼날에 관한 것이다.

생체조직의 검사를 위해서 생체조직의 일부를 도려내거나 또는 환부조직을 도려내는 수술을 하기 위해 바늘 끝단에 예리한 칼날을 결합한 바늘 조립체를 생체 환부에 삽입하여 사용되어 왔다.

이하 3개의 선행기술의 요지를 인용하여 종래기술을 설명하면 다음과 같다.

첫 번째 선행기술로서 2014년02월25일 공개된 대한민국 공개특허 제10-2014-0022908호에 설명된 바를 참고하여 설명한다. "도 1(첫 번째 선행기술의 도 2에 대응)은 종래의 예시적인 생체검사용 디바이스(10)를 도시한다. 생체검사용 디바이스(10)는 프로브 (20) 및 홀스터(30)를 포함한다. 프로브(20)는 프로브(20)의 케이스(casing)로부터 적어도 부분적으로 말단으로 연장하는 바늘 조립체(100)를 포함하고, 바늘 조립체(100)는 생체조직 샘플들을 얻기 위해 환자의 조직에 삽입 가능하다. 생체검사용 디바이스(10)는 , 바늘 조립체(100)로부터 적출된 조직 샘플들이 흡착되는 조직 샘플 홀더(40)를 더 포함한다." 이와 같은 생체검사용 디바이스에서 바늘조립체(100)는 바늘 끝단에 예리한 날(200)을 결합해서 생체조직을 미리 천공할 필요없이 바로 예리한 날로 생체조직을 천공하며 삽입되어 생체조직을 떼어내는 역할을 한다.

도 2(첫 번째 선행기술의 도 7에 대응)는 제 1 결합 부재, 제 2 결합 부재, 및 날을 갖는 날 조립체의 분해도면이다. 이와 같이 "실질적으로 평평한 날을 이용하는 것은 생검 바늘을 환자에 삽입하는 충격을 감소시키기 위해 특정 상황들에서 바람직할 수 있다. 하지만, 매우 작은 바 늘들에 대해, 작고 평평한 날을 바늘에 적절히 결합하는 것은 어려울 수 있다. 몇몇 경우들에서, 플라스틱 몰딩은 날에서의 구멍을 통해 날 주위에 형성되고 바늘에 결합될 수 있다. 하지만, 바늘에 대한 부 착은 금속 바늘에 대한 플라스틱의 결합으로 인해 제한될 수 있다. 금속을 날 조립체와 바늘 사이의 금속 접촉 영역에 제공하는 것은 날 조립체가 바늘에 용접되도록 할 수 있어서, 날 조립체와 바늘사이에 더 강력한 접착(bond)을 제공한다." 상기와 같이 원형의 바늘의 끝단에 평평한 날을 결합하면서 복잡한 작업공정이 수반되고있다.

두 번째 선행기술인 2014년08월21일 공개된 대한민국 공개특허 제10-2014-0102272호에서 설명된 바와 같이, 도 3(두 번째 선행기술의 도 11에 대응)은 일례의 블레이드 어셈블리의 확대 사시도이다. 본 예서, "블레이드(360)는 탄성 노치형 단부(368)를 통해 노즈콘 (370) 상으로 스냅하도록 구성된다. 그리고 노 즈콘(370)은 노즈콘(370)에 형성된 근위 리세스 (374) 내로 탄성 노치형 단부(368)가 스냅할 수 있도록 블레이드(360)를 수용하도록 구성된 슬롯(372)을 포함한다."

상기 "블레이드(360)는 예각 블레이드 팁을 형성하는 한 쌍의 날카로운 에지에서 만나는 한 쌍의 제1 연마 표면(362) 및 제2 연마 표면(364)을 갖는 평탄 금속 블레이드를 포함한다." 본 예에서도 평평한 날을 결합하면서 복잡한 작업공정이 수반되고 있다.

세 번째 선행기술인 2013년11월20일 공개된 대한민국 공개특허 제10-2013-0126574호에서 설명된 바와 같이, 도 4(세 번째 선행기술의 도 13에 대응)는 예시적인 대안적인 바늘 부분의 사시도이다. "본 예의 일체형 피어싱 첨단부(1102)는 캐뉼러(1108)의 원위 말단을 압착시켜 평탄화시킨 후, 평탄화된 재료의 상부층을 연마시키고(재료의 단지 하나의 벽 두께만을 남기고), 이어서 나머지 평탄화된 재료를 연마하여 블레이드(blade)를 형성함으로써 형성된다. 따라서, 일체형 피어싱 첨단부(1102)와 캐뉼러(1108)는 , 개별적으로 형성된 재료가 나중에 함께 연합되기보다는 오히려 본 예에서 재료의 균질한 연속체에 의해서 형성된다. (세 번째 선행기술의 도 13 내지 도 14에 도시된 예에서와 같이 ) 일체형 피어싱 첨 단부(1102)의 블레이드는 첨단점(sharp point)(1103)에서 수렴되는 2개의 첨예한 에지(1104)에 의해 규정된다. 물론, 일체형 피어싱 첨단부(1102)의 블레이드는 대안적으로 각종 형상을 취할 수 있다." 본 예는 바늘의 말단을 압착시키는 구조로 이는 필연적으로 날의 끝점과 생체 흡입 개구부(1105)와의 거리가 길어져 수술시 제약이 따르는 문제점이 있다.

상기와 같이 3가지의 선행기술 인용문헌의 요지를 정리하면,

평탄한 날을 원형의 바늘의 단부에 결합하기 위하여, 제 1, 제 2 결합부재 또는 노즈콘의 부재를 포함하는 구성, 또는 바늘(캐뉼러)의 말단을 압착시키는 구조이다. 이로 인하여, 필연적으로 복잡한 공정이 수반되는 문제점이 있다.

대한민국 공개특허 제10-2014-0022908호 (2014년02월25일 공개) 대한민국 공개특허 제10-2014-0102272호 (2014년08월21일 공개) 대한민국 공개특허 제10-2013-0126574호 (2013년11월20일 공개)

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 생체검사용 바늘의 원형 단부에 결합되면서 평탄한 부재에 연마하여 날을 세운 것과 같이 예리하게 연마되고 날의 총길이를 줄여 다양한 형태의 시술을 할 수 있도록 하며, 제작공정을 간소화한 생체검사용 칼날을 구현하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 칼날은 생체검사용 바늘 조립체에 결합되어, 생체조직을 찌르며 삽입되기 위하여 진행방향의 앞쪽에 뾰족한 촉부(9)가 형성되고, 반대쪽에는 다른 부품과 결합할 수 있도록 단면이 원, 타원, 또는 다각형 형태의 몸체부(7)가 형성된 생체검사용 칼날로서,

상기 촉부(9)로부터 몸체부(7) 방향으로 폭이 넓어지며 서로 대향되어 형성된 두 측면(2), 및 상기 촉부(9)로부터 몸체부(7) 방향으로 상기 두 측면(2)의 가장자리 양측에 각각 형성되고, 일 측면(2)의 가장자리 양측에서 대향되는 상기 다른 측면(2)을 향해서 칼날 중심방향으로 오목한 형태의 단면을 구비한 4개의 오목날면(1), 및 상기 촉부(9)로부터 몸체부(7) 방향으로 상기 두 측면(2)의 가장자리 양측 각각에서 두 개의 오목날면(1)이 접촉되는 선을 따라 가각 대향되게 형성되는 두개의 날(5),을 포함하며,

상기 두 측면(2) 사이의 폭이 촉부(9)에서 몸체부(7) 방향으로 점점 넓어지면서 그리고 상기 두 측면(2)은 각각 평면이 되지 않도록 상기 칼날 중심방향으로 오목하게 들어가며,
상기 촉부(9)로부터 몸체부(7)까지의 오목날면(1)의 날(5)은 "V"자가 우측으로 90도 회전한 형상으로서 그 형상 각(A2)은 예각이며,

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상기 오목날면(1)의 수직 단면은 상기 촉부(9)로부터 몸체(7)부까지의 길이방향을 축으로 하여 지름 10 mm 이하의 원호 형상이거나 또는 단면 최대 길이가 10 mm 이하인 타원, 유선, 또는 다각형의 일부 형상이며, 그리고

상기 오목날면(1)은 그 단면 일측은 상기 두 측면(2)사이 중심선(5a)에 접촉되고 그리고 다른 측은 상기 측면(2)과 접하도록 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명의 칼날은 상기 모든 오목날면(1)의 그 수직 단면이 원호이며 그리고 촉부(9)측 보다 몸체(7)측에서 더 큰 원호의 크기를 가지며,

상기 오목날면(1)이 상기 중심선(5a)에서 두 측면(2) 방향으로 동일한 크기의 지름의 원호를 가지면서 대칭되게 형성되며,

상기 날의 형상 각(A2)은 51 ~ 53 도,

칼날의 연마된 각(A1)는 22 ~ 36 도, 그리고

상기 오목날면(1)의 원호를 형성하는 지름이 5 ~ 10 mm 인 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 칼날은 연마하여 가공되거나,

소결 또는 Metal Injection Molding 공법으로 만들어지거나, 또는

촉부(9), 그리고 양 측면(2)은 소결 또는 Metal Injection Molding 공법으로 1차 공정과정을 수행하고, 그리고 상기 오목날면(1)들을 지름 10 mm 이하의 연마용 공구를 사용하여 예리하게 가공하여 날(5) 및 뾰족한 촉부(9)를 만드는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 생체검사용 칼날을 포함하는 생체검사용 바늘 조립체는 예리한 에지를 갖는 구조의 날이 형성되며, 상기 날의 제조가 용이하며, 예리한 날로 인하여 시술시 환부의 상처를 최소화하여 통증을 완화하고 상처를 최소화하여 회복이 빠르며, 제작공정을 간소화하는 장점이 있다.

또한 본 발명에 따른 칼날은 오목한 단면의 날부를 구비하여 표면장력이 적게 작용하여 쉽게 시술이 가능한 장점이 있다.

도 1은 종래의 생검 디바이스를 나타내는 사시도이다.
도 2는 종래의 생체검사용 날 조립체의 분해된 등각 투상도이다.
도 3은 종래의 또 다른 블레이드(날) 조립확대 사시도이다.
도 4는 종래의 또 다른 바늘부분의 사시도이다.
도 5는 본 발명의 칼날이 사용되는 예로서의 생체검사용 바늘 조립체를 나타내는 사시도이다.
도 6은 본 발명의 칼날이 사용되는 예로서의 생체검사용 바늘 조립체를 나타내는 단면도이다.
도 7은 종래의 또 다른 칼날의 3면도 및 등각 사시도이다.
도 8은 본 발명의 측면이 형성된 상태의 칼날의 3 면도 및 등각 사시도이다.
도 9는 본 발명의 바람직한 오목날면의 일예를 형성하는 방법을 도시한 도면이다.
도 10은 도 9에서 설명된 방식으로 하여 완성된 하나의 오목날면이 구비된 칼날의 3면도 및 등각 사시도이다.
도 11은 도 9 및 도 10의 방식으로 완성된 본 발명의 칼날의 3면도 및 등각 사시도이다.
도 12는 참고로서 가공방법을 종래 방식으로 하여 연마된 3면도 및 등각 사시도이다.
도 13은 참고로서 가공방법을 종래의 또 다른 방법으로 하여 연마된 3면도 및 등각 사시도이다.
도 14는 본 발명에 따른 바람직한 칼날의 그림이다.

본 발명의 생체검사용 바늘 조립체의 칼날은, 모터 및 진공압력 등을 제어하는 홀스터(30)와 진공압력과 회전동력을 연장하는 프로브(20) 조립체와 상기 프로브 조립체 말단에 연장하는 생체검사용 바늘 조립체(100)로 구성된 생검 디바이스(10)의 일부분품으로서, 상기 생체검사용 바늘 조립체는, 날부, 상기 날부와 그 일측이 결합되는 바늘부, 및 커터부를 포함하고, 상기 바늘조립체(100)는 바늘 끝단에 예리한 칼날(200)을 결합해서 생체조직을 미리 천공할 필요없이 생체조직을 천공하며 삽입되어 생체조직을 떼어내는 역할을 한다.

본 발명은 상기 생체검사용 바늘 조립체에 사용되는 칼날(200)에 있어서, 바늘 조립체가 수월하게 환부에 삽입될 수 있도록 예리한 날(5)을 가공할 수 있는 구조와 방법에 관한 것이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면에 의거하여 상세하게 설명하기로 한다.

본 발명의 칼날(200)의 구조는 날의 총길이(L)를 최소화하며, 날(5)의 연마된 각(A1)을 최소화하여, 예리한 날(5)을 구현하는데 그 목적이 있다.

도 5와 도 6은 본 발명의 날이 적용될 수 있는 생체검사용 바늘 조립체의 도면이다.

본 발명에서 생체검사용 바늘조립체는 칼날부(200), 바늘부(22), 커터부(23)를 포함하여 구성된다. 상기 칼날(200)은 피부를 통해 생체조직을 천공하여 바늘조립체가 삽입될 수 있도록 하는 것이며, 상기 오목날면(1)을 구비한 칼날(200)이 상기 바늘부(22)와 결합되며, 상기 칼날(200)측에 근접하여 상기 바늘부(22) 내부로 커팅될 생체조직이 흡입 또는 밀려 들어올 수 있도록 흡입홈(27)이 형성되어 있다. 상기 커터부(23)는 튜브나 내부가 빈 원통으로 내측으로 연마된 커터 에지(231)가 형성되었으며, 상기 바늘부(22)에 삽입되며, 또한 그 내부에는 외부의 진공장치와 연결되어 도려낼 생체조직등을 상기 흡입홈(27)으로 흡입하여 커터 에지(231)로 도려내고 외부로 배출하는 역할을 할 수 있다.

도 5에서 도시된 칼날은 총 4개의 칼날면인 오목날면(1)과 두 측면(2)을 구비하여 그 길이가 최소화 되면서도 쉽게 생체조직을 절개하고 삽입할 수 있는 구조를 보여준다. 도 5에서 흡입홈(27)이 있는 상측을 기준으로 설명하면, 촉부(9)를 중심으로 좌우 측에 기본 측 날이 넓은 면적을 구비한 상태로 몸체(7)까지 폭이 넓어지며 형성이 된 두 측면(2)이 구비되어 있다. 그리고 이 두 측면(2)은 촉부(9)를 기준으로 소정의 두께의 폭(t)을 가지고 형성되어 있으며, 상기 두 측면(2)의 상하 방향에 수직 방향의 기준선을 중심으로 오목한 형상의 오목날면(1)이 좌우로 형성되어 있다. 그리하여 상하 두 방향에 중심 기준으로 하나씩 오목날면(1)이 형성되어 모두 4개의 오목날면(1)이 형성되어 있다.

도 7은 본 발명의 날과 비교를 위한 날의 도면으로 일반적인 평면 연삭 방식으로 가공한 형상을 도시하며, 날의 진행방향으로 중앙의 뾰족한 촉부(9)를 중심으로 4개의 가공면이 화살촉과 같은 형상을 형성하도록 모두 평삭면으로 이루어져 있다. 그리하여 날의 정면에서 바라본 날의 형상 각(A2)과 평면에서 바라본 연마된 각(A1)의 크기가 같은 이미지의 형상을 보여주는 도면이다. 이와 같은 도 7의 날 구조를 가진 칼날은 생체조직을 쉽게 절개하며 삽입되는 데 불리하며, 특히 도 1에 도시된 바와 같이, 바늘부(22)에 결합되어 생체에 삽입되어 흡입홈(27)으로 생체를 흡입하기 위해서는 전진하는 방향의 칼날의 길이는 짧을수록 생체를 흡입하는 구조에서 바람직하다. 그러므로 도 7과 같은 구조의 칼날 구조는 칼날면의 수가 적어 가공성은 유리할 수 있더라도 칼날을 예리하게 가공이 불리하다.

그리하여 도 5에 도시된 본 발명의 칼날(200) 구조를 도 8 내지 도 11을 참조하여 보다 구체적으로 설명하며, 본 설명에 의해 제조되는 칼날 구조를 갖는 것이 생체 조직 검사용 칼날로 사용하는 것이 바람직하다.

도 8은 본 발명의 측면이 형성된 상태의 칼날의 3 면도 및 등각 사시도이고, 도 9는 본 발명의 바람직한 오목날면(1)의 일예를 형성하는 방법을 도시한 도면이고, 도 10은 도 9에서 설명된 방식으로 하여 완성된 하나의 오목날면(1)이 구비된 칼날의 3면도 및 등각 사시도이고, 도 11은 도 9 및 도 10의 방식으로 4개의 오목날면(1)을 연마하여 완성된 본 발명의 칼날의 3면도 및 등각 사시도이다.

도 8 내지 도 11을 참조하면, 정면도(c), 평면도(b), 좌측면도(d), 등각 사시(a)도로 표현되었는데, 정면(c)에서 보면 예리한 V자가 오른쪽으로 쓰러진 형상이며, 평면(b)에서 보면 대칭으로 호를 그리듯이 점점 커지는 두 측면(2)과 생체검사용 바늘의 원형 단부에 부드럽게 결합 되도록 턱형상이 있는 결합부(8)가 형성되며, 그리고, 종래의 복잡한 조립공정 단순화를 위하여, 소결 또는 MIM(Metal Injection Molding)공법등을 이용하여 형상을 단순화한 구조로 형성할 수 있다.

도 8은 상기 소결 또는 MIM공법등으로 1차 제작된 형상의 도면으로 두 측면이 만들어진 상태를 나타내는 도면이다. 도 8(a)는 사시도로서 연마전 촉부(9a)가 소정의 두께의 폭(t)을 가지며, 상기 연마전 촉부(9a)에서 몸체(7)까지 폭이 점점 넓어지며 연장된 것을 도시하고 있다. 도 8(b)는 평면도로서 상기 촉부(9a)가 소정의 두께의 폭(t)가지며 중심선(5a)을 기준으로 대향된 두 측면(2)이 몸체(7)를 향해서 소정의 각도로 벌어지는 면으로서 형성된 것을 도시하고 있다. 도 8(c)는 정면도로서 상기 촉부(9a)에서 끝단(6)까지 총 길이(L1)에 따라 날의 형상각(A2)이 결정되며, 상기 날의 형상각(A2)은 예각을 갖는게 바람직하다. 그리고 측면(2)의 날 형상각(A2)에 따른 선은 직선으로 도시된 것과 같이 상하 대칭인것이 바람직하다. 끝단(6)에서 촉부(9a)까지의 직선 길이(L1)는 가급적 짧은 것이 바람직하다. 다만 너무 짧으면 날의 형상각(A2)이 커져 예리한 칼날을 구현하지 못하게 된다. 도 8(d)는 좌측면도로서 측면(2)이 좌우로 대칭되어 형성되어 있으며 촉부(9a)에서 두 측면(2)이 소정의 두께의 폭(t)을 가지고 있는 것을 도시하고 있다. 정면도에서 측면(2)의 상하부위 표면은 몸체의 형상에서 측면(2)의 칼날의 형상각(A2)에 해당하는 부분만이 제거된 상태로 아직 날면이 형성되지 않은 상태를 도시한다. 그리하여 이와 같은 두 측면(2)이 대향되도록 하면서 주된 날의 측면이 되도록 하는 것이 본 발명의 1차공정과정으로 소결 또는 MIM공법등의 공정이다.

더 상세히 설명하면, 두 측면(2) 간의 폭은 몸체(7) 방향으로 향하면서 넓어지지만 이는 직선 또는 곡선으로 벌어질 수 있으나, 도 8(b)의 평면도에서와같이 직선 기준에서 칼날 중심방향으로 더 오목해진 곡선 형태가 생체절개시 표면장력을 고려할 때 더 유리할 수 있다. 본 측면(2)은 직선이나 외부로 조금 더 볼록한 형태도 가능하고 또한 하나의 단일 가공면이 아닌 다수개의 가공면으로서 형성될 수도 있다. 통상 생체에 사용하기 위한 칼날의 날면은 도 8(b)의 평면도와 같이 오목한 단일 연삭 가공면과 같은 면을 구비하는 것이 바람직하다.

그리고 두 측면(2)의 날의 형상 각도는 A2로 표시되며 약 51~ 53 도로 하는 것이 생체조직 검사용으로 바람직하며 추후 설명되는 것과 같이 직선의 경사각으로 이루어지며 이 각도는 본 단계에서 결정되는 것이 바람직하다.

도 8의 상태의 칼날(200)은 상기와 같이 소결 또는 MIM(Metal Injection Molding) 공법등으로 사출할 수도 있고 일반 소재를 연마하는 방식으로 만들 수도 있다. 공정의 편의를 위해서 소결 또는 MIM(Metal Injection Molding) 공법으로 사출하는 것이 편리하다. 도 8에서 설명하는 측면날(2)의 상하 부분의 날의 형상 각(A2)의 중심선(5a) 부분은 날이 형성될 부위로 아직까지 가공되지 못한 상태로서 이하에서 추가 도면을 이용하여 설명한다.

도 9는 본 발명의 칼날에서 가장 중요한 상 하부의 날을 형성하는 바람직한 실시예를 설명한다.

먼저 도 9(a)는 도 8(c)의 정면도에서 상부의 날의 형상에 따른 선을 중심선(5a)으로 하여 수평으로 보이도록 시계방향으로 회전한 것이다. 도 9(b)는 도 9(a)에 따른 좌측면도이고 도 9(c)는 도 9(a)에 따른 평면도이다. 즉, 촉부(9a) 끝점에서 몸체(7)를 향하는 측면의 상부 형상에 따른 상기 중심선(5a)의 수직하는 면을 기준면으로 해서 바라본 정면도(a), 좌측면도(b), 평면도(c)이다.

도 9(b)에서 원 점선(15a)은 본 발명의 칼날의 구조에서 가장 중요한 오목날면(1)의 단면 원호를 설명하기 위한 것이다. 이와 같은 오목날면(1)은 단면이 원호이며 원형 연마공구(15a)의 외면이 촉부(9a) 끝점에서 몸체(7)를 향하는 측면의 상부 형상에 따른 상기 중심선(5a)에 평행하게 배치되고, 상기 중심선(5a)과 원형의 연마공구(15a)의 외면에 접촉시켜 연마하여 만들어지는 면으로 오목날면(1)의 형상이 결정되는 것이다. 이때 원형 연마공구의 지름은 ø10 mm 이하의 원 단면으로 하는 것이 바람직하다.

상기 연마공구(15a)의 외경의 접선(5c)과 두 측면(2)간의 중심선(5a) 사이의 연마공구 설정 각(A3)은 연마에 따라 만들어지는 오목날면(1)의 날의 연마된 각(A1)이 결정된다.

도 10은 도 9의 방법에 따라 오목날면(1)이 우 상부에 하나 형성된 것을 도시한다.

도 10(a)는 사시도로서 두 측면(2) 중 우측의 날면 중 상부에만 오목날면(1)이 완성된 것을 도시하고 있다. 도 10(b)는 평면도로서 오목날면(1)의 형성에 의해서 도 9에서 설명되었던 중심선(5a)이 명확하게 형성되었다. 도 10(c)는 정면도로서 상기 오목날면(1)의 날이 도 9의 연마공구의 설정 각(A3)에 의해서 그리고 원통면에 따라 경사지게 가공된 것을 도시하고 있다. 도 10(d)는 좌측면도로서 측면(2)의 우 상부에 오목날면(1)이 형성되어 있는 것이 도시된다. 중앙 촉부(9a)에서 우측의 폭(t)부분이 오목날면(1)의 형성에 하부측으로 경사지게 변한 것이 나타나고 있다.

도 9의 오목날면(1)의 형성방법과 동일하게 두 측면 사이의 상부 좌측에 대칭되게 형성될 수 있고, 또한 하부로 두 오목날면(1)에 대칭되도록 동일한 방법으로 형성될 수 있다.

이와 같이 4개의 오목날면(1)들이 형성됨으로써 본 발명의 칼날이 도 11과 같이 완성된다.

본 발명의 바람직한 완성된 칼날을 도 11을 참조하여 설명한다.

도 11(a)는 사시도로서 우측의 측면의 상 하부에 오목날면(1)이 완성된 것을 도시하고 있다. 도 11(b)는 평면도로서 상부의 두 오목날면(1)의 형성에 의해서 도 9에서 가상으로 설명되었던 중심선(5a)이 칼날(5)로서 완성되어 명확하게 표시되었다. 도 11(c)는 정면도로서 상기 오목날면(1)의 날이 도 9의 연마공구의 설정 각(A3)에 의해서 그리고 원형의 연마공구(15a)의 외경에 따라 상하 가공된 것을 도시하고 있다. 도 11(d)는 좌측면도로서 측면(2)의 좌우 상하부에 4개의 오목날면(1)이 형성되어 있는 것이 도시된다. 중앙 촉부(9)에서 폭(t)부분이 오목날면(1)의 완성에 의해 뾰족한 촉부(9)가 만들어졌다. 도 8의 기본 측면시 만들어진 촉부(9a)의 폭(t)은 오목날면(1)의 완성에 의해 날카로운 창끝과 같이 변하며 최종적으로 날의 각(A1)이 만들어진다.

그리하여 최종적으로 모서리의 날각(A1)의 크기는, 중심선(5a)과 상기 연마공구 접선(5c)의 교차각에 의하여 결정되며, 교차각을 연마각의 설정각(A3)이라 한다.

따라서, 상기 도 8의 사출만 된 부재에 연마공구를 작동시키면서 연마공구의 접선과 반지름이 수직으로 교차되는 접점을 중심선(5a)을 향해 서서히 연마하면서 일치시켜 가면 도 9의 좌측면(b)의 연마될 부분(X1)이 연마되어 도 10의 연마된 오른쪽 윗면(1)의 형상을 구현하게 된다.

도 9 및 도 10에 의해 형성된 오목날면(1)은 도시된 것과 같이 촉부(9)와 몸체측에서의 원호의 크기는 다르다. 즉 촉부(9)측보다 몸체측에서 오목날면(1)의 단면 원호 크기가 크다. 이는 도 8(b)에서 보듯이 촉부(9a)에서 몸체(7)측으로 가면서 폭이 넓어지는 관계에 기인한다.

날의 형상 각(A2)보다 연마된 각(A1)이 상당히 작은 것을 도 11의 평면도(b)에서 확인할 수 있다. 중심선(5a)에 연마 공구를 수평으로 접하여 연마를 한 관계로 턱이 없이 매끄럽게 연마되게 된다. 이는 생체에 삽입시 거스르지 않고 부드럽게 천공되면서 삽입되게 하는 구조이다.

본 발명의 방법으로, ø10 mm 이하의 절삭공구로 연마를 할 경우 연마 면이 호의 형상으로 생체조직을 절삭할 때 발생하는 생체조직과 연마면 사이에서 발생하는 표면장력을 감소하는 이점이 있다.

도 12는 본 발명의 칼날과 비교하기 위한 칼날의 구조로서 도 8의 측면을 구비한 상태에서 도 9와 같이 원통형의 오목한 원호 형상의 오목면이 아니라, 상기 오목날면의 너비폭과 같은 면의 일반적인 평면으로 형성된 날면으로서, 예를 들면 평삭으로 연마된 날면을 구비한 것을 나타내는 도면이다. 도 12(a)는 사시도로서 우측의 측면의 상 하부에 평날면(1p)이 완성된 것을 도시하고 있다. 도 12(b)는 평면도로서 상부의 두 평날면(1p)의 형성에 의해서 도 9에서 가상으로 설명되었던 중심선(5a)이 칼날로서 완성되어 명확하게 표시되었다. 도 12(c)는 정면도로서 상기 평날면(1p)의 날이 상하 가공된 것을 도시하고 있다. 도 12(d)는 좌측면도로서 측면(2)의 좌우 상하부에 4개의 평날면(1p)이 형성되어 있는 것이 도시된다.

도 12의 칼날에서 연마된 날의 연마된 각(A1)이 측면날 형상각(A2)과 유사하고, 상기 도 11의 날의 연마된 각(A1)에 비하여 상당히 큰 것을 확인할 수 있다.

도 13은 본 발명의 칼날과 비교하기 위한 칼날의 구조로서 도 8의 측면을 구비한 상태에서 도 12와 같이 오목날면 대신 평면날을 만든 것으로 도 12의 칼날의 구조와의 차이는 날의 연마된 각(A1)을 도 11의 날의 연마된 각(A1)과 비슷하게 하기 위해서 평날면을 연마공구 설정각(A3)을 작게 한 것이다. 즉, 도 8의 칼날의 상태에서, 일반적인 평삭으로 연마된 각(A1)을 인위적으로 작게 하여 가공한 것으로서, 도 11과 비교할 때 날의 몸체측 끝단(6)과 바늘 결합부(8)을 침범하여 연마 되어진 형상을 확인할 수 있다.

따라서, 도 12과 도 13에서 보듯이 일반적인 평면날로 할 경우는 도 11과 같은 예리한 형상을 구현할 수 없음을 확인할 수 있다.

본 발명의 칼날의 오목날면(1)은 원호의 단면을 갖는 것이 바람직하지만 연삭 가공이 아닌 소성등의 방식이나 다른 제조방법을 사용하는 경우 다각형(각이 많을 수록 예리한 칼날을 제작이 용이하다)이나 타원 유선 등의 형상을 가질 수도 있다. 모두, 도 12 및 13과 같이 직선에 비해 표면장력을 줄일 수 있고, 예리한 칼날을 구현하기에 유리하다.

도 14는 본 발명의 바람직한 예로서의 칼날의 사시도이다. 도시된 것과 같이, 오목날면(1)을 상하부에 각각 좌우측으로 소정의 각도로 구비되는 것이 특징이다. 본 발명에 따른 칼날은 연마 등의 가공으로 만들어 질수 있으며 편의를 위해 상기에서 설명한 소결 또는 MIM(Metal Injection Molding) 공법등의 사출 방식으로 만들 수 있고, 바람직하게는 도 8의 측면(2)과 날 형상의 단계까지는 사출방식으로 만들고, 그 후 도 9에서 도시된 오목날면(1)을 형성하는 것은 원통형의 연마봉으로 도 9에서 설명한 방식으로 연마하여 오목날면(1)을 최종적으로 만드는 것이다.

본 발명의 칼날은 도 1의 생체검사용 조립체에 사용하기 위한 칼날의 구조에 적합하다. 생체검사용으로 사용할 경우, 본 발명에 따른 칼날의 길이는 전체적으로 길이(L1) = 5 ~ 8 mm 의 범위를 갖는 것이 바람직하다. 이와 같은 칼날에서 사용하기 위해 몸체(7)는 원통이나 다각형의 단면을 구비하는 것이 좋으며 원형 단면을 기준으로 해서는 그 몸체쪽 지름이 3 ~ 7 mm의 범위를 가지는 것이 바람직하다.

그리고 오목날면(1)의 오목단면은 윈호 형태로서 그 원호를 형성하기 위한 지름이 5 ~ 10 mm 인 것이 바람직하다. 그리고 도 8에서의 촉부 폭(t)의 범위는 0.3 ~ 0.5 mm 인 것이 바람직하다.

그리고 날의 연마된 각(A1)는 22 ~ 36 도로 형성되는 것이 바람직하므로 이에 따라 오목날면(1)의 날 각(A1)을 형성하기 위한 접선각도(A3)를 조정하여 원하는 날의 연마된 각(A1)을 내구성 및 조직 절개성능을 고려해서 결정하면된다.

그리고 칼날의 형상 각도(A2)는 51 ~ 53 도로서 사용하는 것이 좋으나 날의 형상 각도를 작게 하면 날의 총 길이(L1)가 길어지는 문제점이 있어 이점을 고려하여 결정하면 된다.

특히, 오목날면(1)을 가공하여 만드는 경우 공구 설정시 이하 설명에 주의하여야 한다.

날의 연마된 각(A1)을 작게 하기 위하여, 연마공구 설정 각(A3)을 인위적으로 수정할 경우, 상기 도 13의 예와 같이 날의 끝단(6)과 바늘의 결합턱(8)을 침범하는 문제를 일으킨다. 또 절삭공구가 ø10 mm 보다 클 경우도 도 12나 도 13의 실시예와 같이 날의 끝단(6)과 바늘의 결합턱(8)을 침범하거나, 날의 연마된 각(A1)이 커지는 문제점이 있다.

이와 같이, 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

200 : 생체검사용 칼날
1 : 오목날면
2 : 측면
5 : 날(연마된 후)
5a : 중심선
5c : 접선
5r : 연마공구 반지름
6 : 끝단
7 : 몸체
8 : 결합 턱
9 : 연마후 촉부
9a : 연마전 촉부
15a : 연마공구
L1 : 총 길이
A1 : 날의 연마된 각(평면에서 바라본 각)
A2 : 날의 형상 각(정면에서 바라본 각)
A3 : 연마공구 설정 각
X1 : 연마될 부분

Claims (4)

1. 생체조직을 찌르며 삽입되기 위하여 진행방향의 앞쪽에 뾰족한 촉부(9)가 형성되고, 반대쪽에는 다른 부품과 결합할 수 있도록 단면이 원, 타원, 또는 다각형 형태의 몸체부(7)가 형성된 생체검사용 칼날로서,
   상기 촉부(9)로부터 몸체부(7) 방향으로 폭이 넓어지며 서로 대향되어 형성된 두 측면(2),
   상기 촉부(9)로부터 몸체부(7) 방향으로 상기 두 측면(2)의 가장자리 양측에 각각 형성되고, 그리고 일 측면(2)의 가장자리 양측에서 대향되는 다른 측면(2)을 향해서 칼날 중심방향으로 오목한 형태의 단면을 구비한 4개의 오목날면(1), 및
   상기 촉부(9)로부터 몸체부(7) 방향으로 상기 두 측면(2)의 가장자리 양측 각각에서 두 개의 오목날면(1)이 접촉되는 선을 따라 각각 대향되게 형성되는 두 개의 날(5),을 포함하며,
   상기 두 측면(2) 사이의 폭이 촉부(9)에서 몸체부(7) 방향으로 점점 넓어지면서 그기고 상기 두 측면(2)은 각각 평면이 되지 않도록 상기 칼날 중심방향으로 오목하게 들어가며,
   상기 촉부(9)로부터 몸체부(7)까지의 오목날면(1)의 날(5)은 "V"자가 우측으로 90도 회전한 형상으로 그 형상 각(A2)은 예각이며,
   상기 오목날면(1)의 수직 단면은 상기 촉부(9)로부터 몸체부(7)까지의 길이방향을 축으로 하여 지름 10mm 이하의 원호 형상이거나 또는 단면 최대 길이가 10mm 이하인 타원, 유선, 또는 다각형의 일부 형상이며, 그리고
   상기 오목날면(1)은 그 단면 일 측은 상기 두 측면(2) 사이 중심선(5a)에 접촉되고 그리고 다른 측은 상기 측면(2)과 접하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 생체검사용 칼날.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,
   상기 모든 오목날면(1)의 그 수직 단면이 원호이며 그리고 촉부(9)측 보다 몸체(7)측에서 더 큰 원호의 크기를 가지며,
   상기 오목날면(1)이 상기 중심선(5a)에서 두 측면(2) 방향으로 동일한 크기의 지름의 원호를 가지면서 대칭되게 형성되며,
   상기 날(5)의 형상 각(A2)은 51 ~ 53 도,
   칼날의 연마된 각(A1)는 22 ~ 36 도, 그리고
   상기 오목날면(1)의 원호를 형성하는 지름이 5 ~ 10 mm 인 것을 특징으로 하는 생체검사용 칼날.
4. 제1항 또는 제3항에 있어서,
   상기 칼날은 연마하여 가공되거나,
   소결 또는 Metal Injection Molding 공법으로 만들어지거나, 또는
   촉부(9), 그리고 양 측면(2)은 소결 또는 Metal Injection Molding 공법으로 1차 공정과정을 수행하고, 그리고 상기 오목날면(1)들을 지름 10 mm 이하의 연마용 공구로 가공하여 날(5) 및 뾰족한 촉부(9)를 만드는 것을 특징으로 하는 생체검사용 칼날.

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