KR20220109186A

KR20220109186A - 의료용 트로카의 표면 처리 방법 및 의료용 트로카

Info

Publication number: KR20220109186A
Application number: KR1020210012549A
Authority: KR
Inventors: 이종훈; 이민호; 김현덕; 이찬우; 황준호; 권성민
Original assignee: 경북대학교 산학협력단
Priority date: 2021-01-28
Filing date: 2021-01-28
Publication date: 2022-08-04
Also published as: WO2022164105A1

Abstract

의료용 트로카의 표면 처리 방법이 개시된다. 상기 방법은, 레이저를 통해 제1 표면 가공을 수행하는 단계; 및 샌드블라스팅 처리를 통해 제2 표면 가공을 수행하는 단계;를 포함할 수 있다.

Description

의료용 트로카의 표면 처리 방법 및 의료용 트로카{SURFACE TREATING METHOD OF A MEDICAL TROCAR AND THE MEDICAL TROCAR}

본 발명은 의료용 트로카의 표면 처리 방법 및 의료용 트로카에 관한 발명이다.

기존의 경우 의료용 트로카를 제조할 때, 기계 및 화학적 방식을 이용하여 세라믹 임플란트의 표면 조도를 개선하였다. 종래의 경우 의료용 트로카의 표면 처리를 수행하고자 할 때 사출 또는 절삭 가공을 통한 기능성 부여를 수행하는 경향이 있었다. 그러나 기존의 방법을 사용하여 의료용 트로카의 표면처리를 수행하는 경우에는, 의료용 트로카 제품의 내시경 투입구 및 두께가 얇아질수록 기존에 사용되었던 절삭 및 사출방식으로는 한계성이 있어, 표면처리가 어려운 문제점이 있었다.

한국공개특허 10-2006-0102235

본 발명은 의료용 트로카의 표면처리를 수행하는 방법을 제안하고자 한다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급된 과제로 제한되지 않는다. 언급되지 않은 다른 기술적 과제들은 이하의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명에 따른 의료용 트로카의 표면 처리 방법이 개시된다.

상기 방법은, 레이저를 통해 제1 표면 가공을 수행하는 단계; 및 샌드블라스팅 처리를 통해 제2 표면 가공을 수행하는 단계;를 포함할 수 있다.

일 예시에 따르면, 상기 레이저는 펄스 레이저(나노초 레이저(10^-9 seconds) 또는 그 이하의 펄스폭을 가지는 레이저(피코초 레이저(10^-12 seconds) 또는 펨토초 레이저 10^-15seconds)일 수 있다.

일 예시에 따르면, 상기 레이저를 통해 제1 표면 가공을 수행하는 단계; 는 상기 레이저의 출력은 0.1W에서 500W사이의 값을 선택하며, 상기 레이저를 통한 패턴 간격의 피치는 1㎛에서 800㎛의 범위를 만족하는 범위에서 가공을 수행할 수 있다.

일 예시에 따르면, 상기 레이저를 통해 제1 표면 가공을 수행하는 단계; 는 대칭 또는 비대칭 패턴으로 표면 가공을 수행할 수 있다. 일 예시에 따르면, 상기 제1 표면 가공 및 상기 제2 표면 가공이 수행된 의료용 트로카를 세척하는 단계;를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 다른 일 예시에 따른, 상기의 표면 처리 방법을 통해 표면처리가 수행된 의료용 트로카가 개시된다.

일 예시에 따르면, 상기 의료용 트로카의 외경은 5mm 이하일 수 있다.

본 발명에 따르면 의료용 트로카의 피부 고정력을 증가시킬 수 있는 효과가 있다.

본 발명에 따르면 펄스 레이저를 이용하여 5mm 이하의 삽입 외경을 가진 의료용 트로카의 표면에 피부와의 결합력 증가를 위한 표면처리 가공을 하여 의료용 트로카 내 다양한 수술기구들이 이동하는 과정에서 트로카와 인체의 결합력 증가를 유도할 뿐만 아니라, 외경 5mm 이하의 의료용 트로카의 경우 절개 범위가 작기 때문에 별도의 봉합작업 없이 자연치료가 가능할 수 있다.

본 발명의 효과는 상술한 효과들로 제한되지 않는다. 언급되지 않은 효과들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 의료용 트로카의 표면처리 방법을 나타내는 순서도이다.
도 2는 본 발명에 따른 의료용 트로카의 표면처리 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 3a 내지 도 3c는 본 발명에 따른 의료용 트로카의 표면처리의 각 단계를 나타내는 도면이다.
도 4는 각각의 표면처리 방법에 따른 표면 조도값을 측정한 결과를 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 예시에 따라 패턴 가공을 수행한 예시를 나타내는 도면이다.

본 발명의 다른 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술하는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되지 않으며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 만일 정의되지 않더라도, 여기서 사용되는 모든 용어들(기술 혹은 과학 용어들을 포함)은 이 발명이 속한 종래 기술에서 보편적 기술에 의해 일반적으로 수용되는 것과 동일한 의미를 갖는다. 공지된 구성에 대한 일반적인 설명은 본 발명의 요지를 흐리지 않기 위해 생략될 수 있다. 본 발명의 도면에서 동일하거나 상응하는 구성에 대하여는 가급적 동일한 도면부호가 사용된다. 본 발명의 이해를 돕기 위하여, 도면에서 일부 구성은 다소 과장되거나 축소되어 도시될 수 있다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다", "가지다" 또는 "구비하다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

도 1은 본 발명에 따른 의료용 트로카의 표면처리 방법을 나타내는 순서도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 의료용 트로카의 표면 처리 방법은 레이저를 통해 제1 표면 가공을 수행하는 단계; 샌드블라스팅 처리를 통해 제2 표면 가공을 수행하는 단계; 및 상기 제1 표면 가공 및 상기 제2 표면 가공이 수행된 의료용 트로카를 세척하는 단계;를 포함할 수 있다.

이 때, 제1 표면 가공을 수행하는 레이저는 나노초 레이저(10^-9 seconds) 또는 그 이하의 짧은 시간 폭을 가지는 레이저일 수 있다. 일 예시에 따르면 그 이하의 짧은 시간 폭을 가지는 레이저는 피코초 레이저(10^-12 seconds) 또는 펨토초 레이저(10^-15seconds)일 수 있다. 일 예시에 따르면, 본 발명에 따르면, 의료용 트로카의 표면처리 수행 시에 펄스 레이저를 활용하여 대칭 또는 비대칭 패턴 가공 후 샌드블라스팅 처리를 이용하여 이중으로 표면 처리를 수행함으로써, 이중 표면처리된 의료용 트로카를 삽입할 때 피부 고정력이 증가하여 기존에 비해 효율적인 효과가 존재한다.

즉 본 발명에서는, 의료용 트로카의 삽입부의 표면을 가공하여 표면 처리를 수행할 수 있다. 일 예시에 따르면, 본 발명에 따른 표면처리 방법은 의료용 트로카의 표면 전체에 적용되지 아니하고, 삽입되는 주변부의 표면 가공에만 적용될 수 있다. 일 예시에 따르면, 제1 표면 가공, 제2 표면 가공 이후 세척은 에탄올을 통해 수행될 수 있다.

본 발명에 따르면, 펄스 레이저를 활용하여 5mm 이하의 두께를 가진 의료용 트로카의 표면처리를 통해 피부와의 고정력을 증가시키도록 유도할 수 있다. 본 발명에 따른 레이저 가공 후의 패턴은 평균 너비(width) 90um의 줄무늬 모양으로 형성될 수 있고, 샌드블라스팅 처리 후의 패턴은 전체적으로 거칠고 표면적 변화가 생기게 된다.

의료용 트로카의 경우 외경이 5mm 이상일 경우 의료용 트로카의 삽입 후 2차 봉합작업이 필요하지만, 5mm 이하인 의료용 트로카의 경우 추가적인 봉합 없이 자연 치료가 가능하기 때문에 본 발명에 따른 표면 처리를 수행한 의료용 트로카의 활용범위는 기존에 비해 효율적일 수 있다.

도 2는 본 발명에 따른 의료용 트로카의 표면처리 방법을 설명하기 위한 도면이다.

도 2를 참조하면, 아무런 가공도 되지 아니한 의료용 트로카의 표면은 매끈할 수 있다. 1차적으로, 레이저 가공을 통해 의료용 트로카의 표면에 패턴을 형성할 수 있다. 의료용 트로카의 표면에 레이저를 통한 패턴을 형성하는 경우, 표면에 일정한 홈을 가지는 대칭 또는 비대칭 패턴이 형성될 수 있다. 2차적으로, 형성된 패턴에서 마찰력을 증가시키기 위해 샌드블라스팅 처리를 수행할 수 있다. 이를 통해 샌드블라스팅 처리만 하거나, 레이저 처리만 하는 경우에 비해 마찰력을 현저히 증가시킬 수 있는 장점이 있다.

1차 표면 가공에 해당하는 펄스 레이저 가공 후,　2차 표면 가공에 해당하는 샌드블라스팅 처리는 어느 정도의 시간 없이 바로 진행할 수 있다.　공정 과정에서의 시간은 표면처리 결과에 따로 영향을 미치지는 아니한다.

본 발명에서는 펄스레이저 가공 후,　샌드블라스팅 처리의 순서로 진행함으로써, 가공 깊이 측면에 대한 보완을 수행할 수 있는 효과가 있다.

도 3a 내지 도 3c는 본 발명에 따른 의료용 트로카의 표면처리의 각 단계를 나타내는 도면이다.

도 3a는 표면 처리를 수행하기 전의 의료용 트로카의 표면을 촬영한 사진이며, 도 3b는 제1 표면 가공을 수행한 의료용 트로카의 표면을 촬영한 결과이며, 도 3c는 제2 표면 가공을 수행한 의료용 트로카의 표면을 촬영한 결과이다. 도 3a에 따르면, 표면 처리를 수행하기 전의 의료용 트로카의 표면은 매끈하게 제공되는 것을 확인할 수 있다. 도 3b에 따르면, 레이저를 통한 제1 표면 가공을 수행한 결과 표면에 일부 홈과 패턴이 형성되는 것을 확인할 수 있다. 도 3c에 따르면, 샌드블라스팅을 통한 제2 표면 가공을 수행한 결과 표면이 보다 더 거칠게 형성되는 것을 확인할 수 있다.

일 예시에 따르면, 제1 표면 가공을 수행 시에, 레이저의 출력은 0.1W에서 500W 사이의 값을 선택하며, 레이저를 통해 형성하는 패턴 간격의 피치는 1㎛ ~ 800㎛의 범위를 만족하는 범위에서 가공을 수행할 수 있다.

일 예시에 따르면, 제1 표면 가공을 수행할 때, 대칭 또는 비대칭 패턴으로 표면 가공을 수행할 수 있다. 본 발명에 따르면 비대칭 패턴으로 표면 패턴 가공을 수행하는 것을 통해 삽입 시에 마찰력을 보다 증가시킬 수 있는 효과가 존재한다. 그러나 본 발명은 레이저를 이용하여 비대칭 패턴을 형성하는 것에만 국한되지 아니하며, 레이저를 이용하여 가공할 수 있는 패턴의 모양은 프리즘패턴, 비대칭 프리즘 패턴, 패턴이 불규칙한 미세 패턴 등 다양하게 제공될 수 있다.

일 예시에 따르면, 레이저를 이용한 제1 표면 가공의 조건은 패턴의 깊이를 평균 20㎛ 깊이로 구현할 수 있다. 그러나 이는 일 예시에 불과하고, 각각의 패턴을 형성 시의 레이저 가공 과정은,　트로카(시편)의 스테이지 각도를 조절하는 등의 가공 조건을 상이하게 적용하여 가공할 수 있다. 일 예시에 따르면 레이저 빔의 사이즈, 파장,　출력,　반복횟수 등의 조건이 차이가 발생할 수 있다.

도 4는 각각의 표면처리 방법에 따른 표면 조도값을 측정한 결과를 나타내는 도면이다.

도 4를 참조하면, 레퍼런스(아무런 처리도 하지 않은 자재)와, 분사 가공(샌드블라스팅 처리)을 수행한 자재, 그리고 레이저 처리와 샌드블라스팅 처리를 모두 수행한 자재에 대한 표면 조도값을 측정한 결과가 개시된다. 이 때의 실험 조건은, 샌드블라스팅 비드(Bead)는 알루미나로, 사이즈는 100um로 실험하였다.

이와 같은 경우, 레퍼런스의 경우에는 표면 조도값이 0.52로 측정되고, 분사 가공만을 수행한 경우에는 표면 조도값이 평균 2.25으로 측정되며, 레이저 가공 및 분사 가공을 함께 수행한 경우에는 표면 조도값이 평균 4.45로 측정되어, 표면 조도값이 현저히 증가하는 것을 확인할 수 있다.

도 5는 본 발명의 일 예시에 따라 패턴 가공을 수행한 예시를 나타내는 도면이다.

도 5에 따르면, 다양한 포인트로 레이저 가공 및 샌드블라스팅 처리를 수행함으로써, 형성되는 패턴 및 깊이를 각각 상이하게 조절할 수 있음을 확인할 수 있다.

즉, 본 발명에 따르면 5mm 이하의 의료용 트로카 제품의 레이저 표면처리 및 샌드블라스팅 공정을 통한 표면 조도값을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

이상의 실시예들은 본 발명의 이해를 돕기 위하여 제시된 것으로, 본 발명의 범위를 제한하지 않으며, 이로부터 다양한 변형 가능한 실시예들도 본 발명의 범위에 속하는 것임을 이해하여야 한다. 본 발명의 기술적 보호범위는 청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이며, 본 발명의 기술적 보호범위는 청구범위의 문언적 기재 그 자체로 한정되는 것이 아니라 실질적으로는 기술적 가치가 균등한 범주의 발명까지 미치는 것임을 이해하여야 한다.

Claims

의료용 트로카의 표면 처리 방법에 있어서,
레이저를 통해 제1 표면 가공을 수행하는 단계; 및
샌드블라스팅 처리를 통해 제2 표면 가공을 수행하는 단계;를 포함하는 의료용 트로카의 표면 처리 방법.
제1항에 있어서,
상기 레이저는 나노초 레이저(10^-9seconds) 또는 그 이하의 펄스폭을 가지는 레이저인 의료용 트로카의 표면 처리 방법.
제2항에 있어서,
상기 레이저를 통해 제1 표면 가공을 수행하는 단계; 는
상기 레이저의 출력은 0.1W에서 500W 범위로 인가되며, 상기 레이저를 통해 형성하는 패턴 간격의 피치는 1㎛에서 800㎛의 범위를 만족하는 범위에서 가공을 수행하는 의료용 트로카의 표면 처리 방법.
제2항에 있어서,
상기 레이저를 통해 제1 표면 가공을 수행하는 단계; 는
대칭 또는 비대칭 패턴으로 표면 가공을 수행하는 의료용 트로카의 표면 처리 방법.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1 표면 가공 및 상기 제2 표면 가공이 수행된 의료용 트로카를 세척하는 단계;를 더 포함하는 의료용 트로카의 표면 처리 방법.
제5항에 따른 표면 처리 방법을 통해 표면처리가 수행된 의료용 트로카.
제6항에 있어서,
상기 의료용 트로카의 외경은 5mm 이하인 것을 특징으로 하는 의료용 트로카.