WO2019004497A1 - 의안 제조방법 - Google Patents

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WO2019004497A1
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WO
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bill
iris region
artificial eye
region
shape information
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PCT/KR2017/006858
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French (fr)
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이병극
윤진숙
백승운
김소현
이광민
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주식회사 캐리마
연세대학교 산학협력단
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    • B33Y70/00—Materials specially adapted for additive manufacturing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
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    • B29L2031/753—Medical equipment; Accessories therefor
    • B29L2031/7532—Artificial members, protheses

Definitions

  • the present invention relates to a method of manufacturing a bill.
  • the bill is mainly used for various purposes such as application of a special purpose used for education, medical use and film.
  • a bill generally includes a body manufacturing process, a process of expressing an image corresponding to the shape of an eye on the body of the body, and a process of coating the PMMA material having high human fitness.
  • the bill manufactured according to the conventional bill manufacturing method may be harmful to the bill user due to toxicity of the bill body contained therein.
  • the conventional bill does not take into consideration the shape difference between the conjunctiva and the inner surface of the eye, and there is a problem that the feeling of fit is poor.
  • a method of manufacturing a bill comprising: generating bill of material complex information having 3D shape information of a bill having an iris region and 2D surface processing information corresponding to the iris region ; 3D output of the body of the body using the 3D printing device based on the 3D shape information; Subjecting the 3D output body to toxicity processing; And performing surface processing so that an image set in the iris region is expressed based on the 2D surface processing information.
  • the toxic treatment may include immersing the 3D output body in water at 90 to 100 ° C for 1 to 2 hours.
  • the iris region has a relatively small curvature as compared with other regions.
  • the step of coating PMMA on the surface of the eye is coated with the iris region having a curvature comparable to that of the other region.
  • the 3D shape information preferably has a predetermined amount of flow space spaced apart from the conjunctive surface of the eyebrow user.
  • the step of surface-treating includes a step of surface-treating the iris region by a sublimation transfer method.
  • the method of manufacturing a bill according to the present invention can produce a bill that is easy to manufacture and has a relatively low risk of toxicity.
  • a fluid space is provided between the conjunctiva and the conjunctiva, a relatively comfortable fit can be provided.
  • FIG. 1 is a flowchart showing a method of manufacturing a bill according to the present invention
  • FIG. 2 is a sectional view of the 3D shape information of a bill according to the present invention
  • FIG. 3 is an explanatory view showing a bill manufacturing system according to the present invention
  • FIG. 4 is a graph showing the cell survival rate according to the concentration of the eluate in the 3D output after the toxicity treatment according to the present invention
  • 5 (a) and 5 (b) are perspective views each showing a body of the eye and a surface treated face.
  • FIG. 1 is a flowchart illustrating a method of manufacturing a bill according to the present invention
  • FIG. 2 is a sectional view of 3D shape information of a bill according to the present invention
  • the method of manufacturing a bill of matter according to the present invention includes a process of generating 3D complex shape data having 3D shape information of a bill having an iris region F and 2D surface processing information corresponding to the iris region F (S10).
  • 3D design data is converted into STL file by using 3D design program.
  • the converted data for 3D printing is 3D shape information
  • the 3D shape information is converted into a plurality of 2D output data along the height direction again for 3D printing.
  • the 3D output can be 3D-output using the 3D printing apparatus based on the data converted into a plurality of 2D output data along the height direction.
  • 2D surface processing information can be generated for 3D shape information using a 3D design program or a separate computer program. That is, the 2D surface processing information includes the size and position information on which the eye image is mapped on the surface of the object to be surface-treated. 2D surface treatment information may include information such as color, surface, roughness, hardness, and the like.
  • 2D surface treatment information includes coordinate values of unit pixels corresponding to each surface of the eye and surface treatment performance information for surface treatment. This surface processing information is mapped on a predetermined area with respect to the 3D shape information, and in particular, has print image information centered on the iris area (F). Print image information includes shape and color data.
  • the surface treatment information may include process sequence information when a plurality of surface treatment processes are required for a single 3D molded product.
  • the 3D shape information of the bill is formed such that the portion corresponding to the iris region F to be printed has a relatively small curvature as compared with other regions. That is, the iris region F is formed flat compared to other regions.
  • the reason why the iris region F is flat compared to other regions is that the surface treatment to be performed at a later time is precise. For reference, the curvature becomes smaller as the radius of curvature becomes larger, and becomes larger as the radius of curvature becomes smaller.
  • the bill of lading 3D shape information is designed to have a predetermined spaced flow space with respect to the conjunctive surface C of the prospective bill wearer. That is, if the conjunctiva surface C and the inner surface 1a of the eye come into close contact with each other, the tear can not flow between the conjunctive surface C and the inner surface 1a of the eye.
  • the 3D shape information has a support portion in the lower part of the body of the body which is 3D-output so that the height of the iris region F is the same regardless of the size and shape of the body of the 3D output.
  • the supporting portion is piled up.
  • the supporting portion is piled low so that the height of the iris region F to be printed is constant even when 3D printing is performed.
  • the supporting part also serves to help the body of the body to be stably output in 3D and to enable 3D output at a desired position.
  • the 3D shape information can be converted into the cross-sectional image data to which the gray scale and the color value are assigned. That is, the 3D shape information of the bill is converted into a plurality of sectional images along the height direction, and the sectional images are composed of 1024X768 or more fine pixel combinations. At this time, gray scale or color information value may be assigned to each pixel to adjust the light energy of the actual output portion as needed. Thus, an improved surface roughness value and output precision can be obtained.
  • the height of the 3D output of the cross sectional image is 12 to 300 micrometers. This is because the productivity is low when the diameter is less than 12 micrometers, and the quality is low when the diameter is more than 300 micrometers.
  • the body of the body is 3D-output using the 3D printing apparatus (S20).
  • the 3D printing apparatus according to the present invention adopts a photocuring type 3D printing apparatus.
  • the 3D printing apparatus 100 according to the present invention includes a resin trough 110, a photocurable body unit 150, and an image light irradiating unit 130, which contain a photocurable resin.
  • the bottom of the resin trough 110 is transparent and the object to be molded is molded while the layer of the photo-curing resin is cured by the light irradiated by the image light irradiation unit 130.
  • the 3D output according to the present invention outputs the bill in 3D using the face unit lamination method.
  • the surface unit stacking method is realized by pixels of 1024X768 or more and adjusts the light energy in the unit of microns to reduce the excessive curing by light scattering and light dropping, thereby improving the 3D output precision. Accordingly, the bill 3D output according to the present invention can obtain a finished product having high illuminance.
  • the body of the body of the 3D output is subjected to a toxicity process (S30). Even if the material has been certified as biocompatible by an authorized certification body, the toxicity treatment process is necessary because it may be contaminated or deteriorated in the 3D printing process and may increase the harmfulness of the human body. To this end, the 3D output body is immersed in water at 90 to 100 ° C for 1 to 2 hours. As a result of MTT assay (cytotoxicity test) after the toxic treatment, the cell survival rate was relatively high.
  • FIG. 4 is a graph showing the cell survival rate according to the concentration of the eluate in the 3D output subjected to the toxicity treatment according to the present invention, according to the above MTT assay. As can be seen from FIG. 4, it can be seen that the eluate eluted from the 3D output after the toxicity treatment according to the present invention survives cells of 90% or more in the concentration ranging from 0 to 100%. That is, the 3D output through the toxic treatment according to the present invention is relatively safe even when exposed to the human body.
  • Tetrazolium-based colorimetric is a method that is widely used for studying cytotoxicity in cultured cells, since many samples can be read quickly and easily. This method is based on the principle that the dehydrogenase in the mitochondria of cells with intact metabolism reduces the yellow water-soluble MTT to the water-insoluble dark purple MTT formazan crystals and measures the cytotoxicity by measuring the absorbance at the appropriate wavelength (mainly 500-600 nm) .
  • the MTT assay method is as follows.
  • FIGS. 4 (a) and 4 (b) are perspective views showing the body of the eye and the surface treated with the eye.
  • the bill body 1 outputted from the 3D printing apparatus 100 serves as a basic structure of the bill.
  • This base body 1 is surface-treated to be represented as a bill 1 'surface-treated by the surface treatment apparatus 300.
  • the surface treatment apparatus 300 treats the body of the body 1 on the basis of the surface treatment information generated together with the 3D shape information.
  • the surface treatment may adopt at least one of various methods such as sublimation transfer, dye sublimation, thermal transfer, UV flat plate printing, and the like.
  • the surface treatment apparatus 300 may be disposed along with the 3D printing apparatus 100 or may be disposed at a separate place. When the surface treatment apparatus 300 is disposed together with the 3D printing apparatus 100, the forming and surface treatment can be performed consistently and continuously.
  • the composite data having the 3D shape information and the 2D surface processing information may be formed into a plurality of bill body shapes interconnected along rows and columns in the horizontal direction.
  • a plurality of drafts corresponding to the rows and columns may be printed in 2D at a time. In this case, it is possible to manufacture a plurality of bills that are the same or different from each other in a single process.
  • the surface treatment apparatus 300 includes a multi-joint robot 310 and a support base 330 for supporting the body 1, and the multi-joint robot 310 includes a coating apparatus before sublimation, a sublimation transfer apparatus, And at least one of a surface treatment tool of at least one of a dye sublimation portion, a thermal transfer portion, a UV flat panel printing portion, a nozzle for spraying and a brush, a drill, a roller, a grinder machine, a cleaner, a post- Lt; / RTI >
  • the sublimation transfer equipment, the dye sublimation unit, the thermal transfer unit, and the UV flat plate printing unit may be separately provided without being supported by the articulated robot 310.
  • the surface treatment apparatus 300 When the surface treatment apparatus 300 is mounted with a spray nozzle, the surface of the body of the body 1 can be color-treated by spraying inks of various colors.
  • the surface treatment apparatus 300 can move the surface treatment tool to a desired position on three dimensions using the 3D shape information, and after the surface treatment tool is moved to a desired position, The surface is treated so as to have a shape.
  • the surface treatment apparatus 300 can improve the accuracy of the work based on the surface treatment information generated together with the 3D shape information.
  • the surface treatment apparatus 300 can clean the body of the body 1 using a washer.
  • the surface treatment apparatus 300 can perform a post-curing operation on the body of the body using a post-curing machine.
  • the surface treatment apparatus 300 can express the color of the body of the body using an inkjet head by an inkjet printing method.
  • the bill manufacturing system of the present invention may include a control unit for controlling the 3D printing apparatus 100 and the surface processing apparatus 300.
  • the entire surface of the eye is coated with a PMMA material.
  • PMMA is suitable as a finishing material because of its excellent biocompatibility, excellent durability and excellent optical properties.
  • the PMMA coating has a thickness of 0.5 to 2.5 mm. When the thickness of the PMMA coating is 0.5 mm or less, it is difficult to maintain a uniform coating thickness and complete coating, and the printed image may be damaged by a light impact. When the thickness of the PMMA coating is 2.5 mm or more, the transparency of light is lowered and the visible quality is lowered.
  • the iris region F having a curvature relatively smaller than that of the other regions is coated so as to have a curvature equal to that of the other regions. That is, in order to facilitate the surface treatment, the curvature of the iris region F having a relatively small curvature is restored to a level equivalent to that of the other regions so as to have the same shape as the actual eyeball.
  • the heating temperature is set to 80 to 120 ° C.
  • the heating temperature is 80 ° C or less, the moldability and coating properties are significantly lowered.
  • the heating temperature is 120 ° C or more, the printed image is distorted or damaged.

Abstract

본 발명의 목적은 제조가 용이하면서도 비교적 독성 위험이 적은 의안을 제조할 수 있는 의안 제조방법을 제공하는 것이다. 상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 의안을 제조하는 의안 제조방법은 홍채영역을 갖는 의안의 3D 형상정보와 상기 홍채영역에 해당하는 2D표면처리정보를 갖는 의안 복합데이터를 생성하는 단계와; 상기 3D 형상정보를 기초로 의안 본체를 3D프린팅장치를 이용하여 3D출력하는 단계와; 상기 3D출력된 의안 본체를 독성처리하는 단계와; 상기 2D표면처리정보에 기초하여 상기 홍채영역에 미리 설정된 이미지가 표현되도록 표면처리하는 단계를 포함한다.

Description

의안 제조방법
본 발명은 의안 제조방법에 관한 것이다.
의안은 주로 교육용, 의료용 및 영화 등에 이용되는 특수목적용 등과 같은 다양한 용도에 이용되고 있다. 이러한 의안은 일반적으로 본체 제조 공정과, 의안 본체에 눈의 형상에 해당하는 이미지를 표현하는 공정과, 이것을 인체적합성이 높은 PMMA 소재로 코팅하는 공정을 포함하여 이루어진다.
그러나 종래의 의안 제조방법에 따라 제조된 의안은 PMMA코팅이 손상되는 경우 그 속에 있는 의안 본체의 독성이 유출되어 의안 사용자에게 해를 끼칠 수 있는 위험이 있다. 또한 종래의 의안은 결막과 의안 내면과의 형상차이를 고려하지 않아 착용감이 떨어지는 문제도 있다.
본 발명의 목적은 제조가 용이하면서도 비교적 독성 위험이 적은 의안을 제조할 수 있는 의안 제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 비교적 착용감이 우수한 의안을 제조할 수 있는 의안 제조방법을 제공하는 것이다.
상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 의안을 제조하는 의안 제조방법은 홍채영역을 갖는 의안의 3D 형상정보와 상기 홍채영역에 해당하는 2D표면처리정보를 갖는 의안 복합데이터를 생성하는 단계와; 상기 3D 형상정보를 기초로 의안 본체를 3D프린팅장치를 이용하여 3D출력하는 단계와; 상기 3D출력된 의안 본체를 독성처리하는 단계와; 상기 2D표면처리정보에 기초하여 상기 홍채영역에 미리 설정된 이미지가 표현되도록 표면처리하는 단계를 포함한다.
여기서, 상기 독성처리하는 단계는 상기 3D출력된 의안 본체를 90 내지 100℃의 물에 1 내지 2시간 담그는 단계를 포함하는 것이 바람직하다.
그리고 상기 홍채영역은 다른 영역에 비해 곡률이 비교적 작은 것이 바람직하다.
또한, 의안 표면에 PMMA를 코팅하는 단계를 더 포함하며, 상기 PMMA를 코팅하는 단계는 상기 다른 영역에 비해 곡률이 비교적 작은 홍채영역에 대해 상기 다른 영역과 대등한 곡률을 갖도록 코팅하는 것이 바람직하다.
그리고 상기 3D 형상정보는 미리 측정된 의안 사용자의 결막 표면에 대해 소정만큼 이격된 유동공간을 갖는 것이 바람직하다.
또한 상기 표면처리하는 단계는 상기 홍채영역에 대해 승화전사 방식으로 표면처리하는 단계를 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 의안 제조방법은 제조가 용이하면서도 비교적 독성 위험이 적은 의안을 제조할 수 있다. 그리고 결막과의 사이에 유동공간을 제공할 경우, 비교적 착용감이 우수한 의안을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 의안 제조방법을 나타낸 순서도이고,
도 2는 본 발명에 따른 의안의 3D형상정보의 단면형상이고,
도 3은 본 발명에 따른 의안 제조 시스템을 나타낸 설명도이고,
도 4는 본 발명에 따른 독성처리를 거친 3D출력물의 용출물 농도에 따른 세포생존율을 나타낸 그래프이며,
도 5 (a), (b)는 각각 의안 본체 및 표면처리된 의안을 나타낸 사시도이다.
도 1은 본 발명에 따른 의안 제조방법을 나타낸 순서도이고, 도 2는 본 발명에 따른 의안의 3D형상정보의 단면형상이다. 도 1을 도 2 함께 참조하여 살펴보면, 본 발명에 따른 의안 제조방법은 먼저 홍채영역(F)을 갖는 의안의 3D형상정보와 홍채영역(F)에 해당하는 2D 표면처리정보를 갖는 의안 복합데이터를 생성한다(S10). 일반적으로 3차원 설계데이터는 3D설계프로그램을 이용하여 STL파일로 변환하여 사용한다. 이와 같이, 3D프린팅을 위하여 변환된 데이터가 3D형상정보이며, 3D형상정보는 3D프린팅을 위해 다시 높이방향을 따라 다수의 2D출력데이터로 변환된다. 이렇게 높이방향을 따라 다수의 2D출력데이터로 변환된 데이터를 기초로 3D프린팅장치를 이용하여 3D출력물을 3D출력할 수 있다.
여기서, 3D설계프로그램 또는 별도의 컴퓨터 프로그램을 이용하여 3D형상정보에 대해 2D표면처리정보를 생성할 수 있다. 즉, 2D표면처리정보에는 표면처리하고자 하는 대상물의 표면에 의안 이미지가 매핑된 크기 및 위치정보가 포함된다. 2D표면처리정보는 색상, 표면, 거칠기, 경도 등과 같은 정보를 포함할 수도 있다.
2D표면처리정보는 의안의 각 표면에 해당하는 단위픽셀의 좌표 값과 표면처리를 위한 표면처리수행정보를 포함한다. 이러한 표면처리정보는 3D형상정보에 대해 소정 영역별로 맵핑되며, 특히 홍채영역(F)을 중심으로 인쇄 이미지정보를 갖는다. 인쇄 이미지정보는 형상과 색상 데이터를 포함한다. 표면처리정보는 단일의 3D성형물에 대해 복수의 표면처리 공정이 요구되는 경우 공정 순서 정보를 포함할 수 있다.
의안의 3D형상정보는 인쇄대상이 되는 홍채영역(F)에 해당하는 부분이 다른 영역에 비해 곡률(Curvature)이 비교적 작게 형성된다. 즉, 홍채영역(F)은 다른 영역에 비해 납작하게 형성된다. 홍채영역(F)이 다른 영역에 비해 납작한 이유는 추후 있을 표면처리가 정밀하게 이루어지도록 하기 위함이다. 참고로, 곡률은 곡률반경이 커질수록 작아지고, 곡률반경이 작아질수록 커진다.
그리고 의안 3D형상정보는 미리 측정된 의안 착용예정자의 결막 표면(C)에 대해 소정만큼 이격된 유동공간을 갖도록 설계된다. 즉, 결막표면(C)과 의안 내면(1a)이 밀착하게 되면 결막표면(C)과 의안 내면(1a) 사이에서 눈물이 흐를 수 없기 때문에 착용감이 다소 떨어지게 되는데 이를 해소하기 위한 것이다.
3D 형상정보는 3D출력되는 의안의 사이즈와 형태에 상관없이 홍채영역(F)의 높이가 모두 동일하도록 3D 출력되는 의안 본체 하부에 지지부를 갖는다. 예를 들면, 비교적 높이가 낮은 의안일 경우 지지부를 높이 쌓고 비교적 높이가 낮은 의안일 경우에는 지지부를 낮게 쌓아서 어떠한 의안을 3D출력하더라도 인쇄대상이 되는 홍채영역(F)의 높이가 일정하게 되도록 한다. 지지부는 또한 의안 본체가 안정적으로 3D출력될 수 있도록 도와주는 역할과 원하는 위치에서 3D출력이 이루어질 수 있도록 하는 역할도 한다.
3D형상정보는 그레이 스케일 및 색상 값이 할당된 단면 이미지 데이터로 변환될 수 있다. 즉, 의안 3D 형상정보를 높이방향을 따라 여러 장의 단면이미지로 변환하고, 단면이미지는 1024X768개 이상의 미세 픽셀조합으로 이루어지도록 한다. 이때, 각 픽셀에는 그레이 스케일 또는 색상 정보 값을 할당하여 실제 출력되는 부분의 광에너지를 필요에 따라 조정할 수 있다. 이에 따라, 향상된 표면 조도 값과 출력 정밀도를 얻을 수 있다.
단면 이미지 당 3D출력되는 높이는 12 내지 300 마이크로미터가 되도록 한다. 12마이크로미터 이하일 경우에는 생산성이 낮고, 300마이크로 미터 이상일 경우에는 품질이 낮은 문제가 있기 때문이다.
다음으로 3D형상정보를 기초로 의안 본체를 3D프린팅장치를 이용하여 3D출력한다(S20). 본 발명에 따른 3D프린팅장치는 광경화 방식의 3D프린팅장치를 채택한다. 도 3을 참고하여 살펴보면, 본 발명에 따른 3D프린팅 장치(100)는 광경화성 수지를 수용하는 수지조(110)와 광경화 본체부(150) 및 이미지 광조사부(130)를 포함한다. 수지조(110)의 바닥은 투명하며, 이미지 광조사부(130)에서 조사하는 빛에 의해 광경화성 수지가 층층이 경화되면서 성형대상물이 성형된다.
본 발명에 따른 3D출력은 면단위 적층방식을 이용하여 의안을 3D출력한다. 면단위 적층방식은 1024X768이상의 픽셀에 의해 구현되도록 하고 마이크로 단위의 광에너지를 조절하여 광 산란 및 광 투하에 의한 과잉 경화를 줄여 3D출력 정밀도를 향상한다. 이에 따라, 본 발명에 따른 의안 3D출력물은 높은 조도의 완성물을 얻을 수 있다.
다음으로 3D출력된 의안 본체를 독성처리한다(S30). 실제 공인인증 기관을 통해 생체적합성 인증을 마친 소재일지라도, 3D프린팅 과정에서 오염되거나 변질되어 인체유해성이 높아질 수 있기 때문에 독성처리 과정이 필요하다. 이를 위해, 3D출력된 의안 본체를 90 내지 100℃의 물에 1 내지 2시간 담그는 과정을 거치도록 한다. 이러한 독성처리 후 MTT Assay(세포 독성검사) 결과 세포생존율이 비교적 높아지는 것을 확인할 수 있었다.
도 4는 본 발명에 따른 독성처리를 거친 3D출력물의 용출물 농도에 따른 세포생존율을 위 MTT Assay에 따른 결과를 나타낸 그래프이다. 도 4에서 볼 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따른 독성처리를 거친 3D출력물로부터 용출된 용출물은 그 농도가 0 내지 100%까지 90% 이상의 세포가 생존하는 것을 확인할 수 있다. 즉, 본 발명에 따른 독성처리를 거친 3D출력물은 인체에 노출되더라도 상대적으로 더욱 안전하다.
Tetrazolium-based colorimetric (MTT) 시험법은 많은 시료를 쉽게 빠르게 판독할 수 있어 배양된 세포에서 세포 독성에 관한 연구에 주로 사용된 방법이다. 이 방법은 대사 과정이 온전한 세포의 미토콘드리아 내의 탈수소효소가 노란색 수용성 MTT를 비수용성의 짙은 자주색 MTT formazan 결정으로 환원시키는 원리를 이용한 것으로 적절한 파장 (주로 500 ~ 600nm)에서 흡광도를 측정하여 세포독성을 평가할 수 있다. MTT Assay의 실험방법은 아래의 ① 내지 ⑨와 같다.
① 96well plate에 각 well 당 1 × 104 ~ 1 × 106으로 세포를 분주한다. ②측정하고자 하는 물질을 농도별로 각 well에 첨가한다. ③시험물질이 충분히 노출될 수 있도록 적절한 시간동안 37℃, 5%, CO2 incubator에 배양한다. ④ 상층액을 다른 실험에 사용한다면 제거하고 그렇지 않다면 plate에 그대로 둔다. ⑤ 2 ~ 5mg/ml MTT 용액을 넣는다. (MTT 용액은 빛에 민감하므로 빛의 노출은 최소화) ⑥ 37℃, 5%, CO2 incubator에 4시간 방치한다. ⑦ MTT 용액을 제거 또는 제거하지 않은 채로 DMSO를 분주한다. ⑧ 빛 차단한 상태에서 plate를 10 ~ 30분 동안 충분히 흔들어준다. ⑨ Plate reader를 이용하여 흡광도를 측정한다. (파장: 500nm ~ 600nm)
다음으로, 2D표면처리정보에 기초하여 홍채영역(F)에 미리 설정된 이미지가 표현되도록 표면처리한다(S40). 도 4 (a), (b)는 각각 의안 본체 및 표면처리된 의안을 나타낸 사시도이다. 도 4 (a), (b)를 참조하여 살펴보면, 3D프린팅장치(100)에서 출력된 의안 본체(1)는 의안의 틀을 이루는 기본구조 역할을 한다. 이러한 의안 본체(1)는 표면처리장치(300)에 의해 표면처리된 의안(1‘)와 같이 표현되도록 표면처리된다. 이때, 표면처리장치(300)는 3D형상정보와 함께 생성된 표면처리정보를 기초로 의안 본체(1)를 표면처리한다. 표면처리는 승화전사, 염료승화, 열전사, UV평판 인쇄 등 다양한 방식 중 적어도 하나를 채택할 수 있다.
3D형상정보와 함께 생성된 3D표면처리정보를 기초로 의안 본체(1)에 대하여 표면처리하기 때문에 미리 예상한 결과물과 동일할 정도로 구현할 수 있고 또 비교적 신속한 작업이 가능하다. 표면처리장치(300)는 3D프린팅장치(100)와 더불어 배치되거나 별도의 장소에 배치될 수 있다. 표면처리장치(300)가 3D프린팅장치(100)와 더불어 배치되는 경우 성형 및 표면처리를 일관적, 연속적으로 수행할 수 있다.
한편, 여러 개의 의안을 동시에 제조하기 위해, 3D형상정보와 2D표면처리정보를 갖는 복합데이터는 가로방향으로 행과 열을 따라 서로 연결된 복수의 의안 본체 형상으로 이루어질 수 있다. 그리고 이러한 행과 열에 따른 복수의 의안을 일시에 2D인쇄할 수도 있다. 이 경우, 한 번의 공정으로 서로 같거나 다른 다수의 의안을 제조할 수 있는 효과를 발휘한다.
표면처리장치(300)는 다관절로봇(310)과 의안 본체(1)를 지지하는 지지대(330)을 포함하며, 다관절 로봇(310)은 승화전사용 코팅장비, 승화전사 장비, 승화전사용 잉크, 승화전사용 코팅제를 가지며, 추가적으로 염료승화부, 열전사부, UV평판인쇄부, 스프레이용 노즐과 브러쉬, 드릴, 롤러, 연삭기 인화기, 세척기, 후경화기, 잉크젯 헤드 중 적어도 하나의 표면처리도구를 가질 수 있다. 여기서, 승화전사 장비, 염료승화부, 열전사부, UV평판인쇄부는 다관절로봇(310)에 지지되지 않고 개별적으로 구비될 수 있다.
표면처리장치(300)가 스프레이 노즐을 장착할 경우, 다양한 색상의 잉크를 스프레이하여 의안 본체(1)의 표면을 색상 처리할 수 있다. 여기서, 표면처리장치(300)는 3D형상정보를 이용하여 상기 표면처리도구를 3차원 상에서 원하는 위치로 이동시킬 수 있고, 상기 표면처리도구가 원하는 위치로 이동된 후에는 표면처리정보를 이용하여 원하는 형상이 되도록 표면처리한다. 이와 같이, 표면처리장치(300)는 3D형상정보와 함께 생성된 표면처리정보를 기초로 함으로써 작업의 정밀도를 향상시킬 수 있다.
표면처리장치(300)는 세척기를 이용하여 의안 본체(1)를 세척할 수 있다. 표면처리장치(300)는 후경화기를 이용하여 의안 본체에 대하여 후경화작업을 실시할 수 있다. 표면처리장치(300)는 잉크젯 헤드를 이용하여 의안 본체에 대하여 잉크젯 프린팅 방식으로 색상을 표현할 수 있다.
본 발명의 의안 제조 시스템은 3D프린팅장치(100)와 표면처리장치(300)를 제어하는 제어부를 포함할 수 있다.
다음으로 의안 표면 전체를 PMMA 소재로 코팅한다. PMMA는 생체적합성이 우수하고, 내구성이 뛰어나며, 광학적으로도 우수하여 마감재로써 적합하다. PMMA코팅은 그 두께가 0.5 내지 2.5mm가 되도록 한다. PMMA 코팅의 두께가 0.5mm이하일 경우, 균일한 코팅 두께 및 완전한 코팅 유지가 어렵고, 가벼운 충격에 의해 인쇄된 이미지가 훼손될 수 있다. PMMA코팅의 두께가 2.5mm이상일 경우 빛의 투과성이 낮아져 가시적인 품질이 저하된다. 이때, 다른 영역에 비해 곡률이 비교적 작게 형성된 홍채영역(F)에 대해 다른 영역과 대등한 곡률을 갖도록 코팅한다. 즉, 표면처리를 용이하게 하기 위해 비교적 곡률을 작게 형성했던 홍채영역(F)에 대한 곡률을 다른 영역과 대등한 정도로 회복하여 실제 안구와 같은 형상이 되도록 한다.
의안을 PMMA로 코팅한 후 열소독기 또는 오븐기에 넣어 건조 및 2차 독성제거 작업을 진행한다. 이때, 가열 온도는 80 내지 120℃가 되도록 한다. 가열온도가 80℃이하일 경우 성형성 및 코팅성이 현저히 떨어지고 120℃이상일 경우에는 인쇄된 이미지가 왜곡되거나 훼손되는 문제점이 발생한다.

Claims (6)

  1. 의안을 제조하는 의안 제조방법에 있어서,
    홍채영역을 갖는 의안의 3D 형상정보와 상기 홍채영역에 해당하는 2D표면처리정보를 갖는 의안 복합데이터를 생성하는 단계와;
    상기 3D 형상정보를 기초로 의안 본체를 3D프린팅장치를 이용하여 3D출력하는 단계와;
    상기 3D출력된 의안 본체를 독성처리하는 단계와;
    상기 2D표면처리정보에 기초하여 상기 홍채영역에 미리 설정된 이미지가 표현되도록 표면처리하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 의안 제조방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 독성처리하는 단계는,
    상기 3D출력된 의안 본체를 90 내지 100℃의 물에 1 내지 2시간 담그는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 의안 제조방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 홍채영역은 다른 영역에 비해 곡률이 비교적 작은 것을 특징으로 하는 의안 제조방법.
  4. 제3항에 있어서,
    의안 표면에 PMMA를 코팅하는 단계를 더 포함하며,
    상기 PMMA를 코팅하는 단계는,
    상기 다른 영역에 비해 곡률이 비교적 작은 홍채영역에 대해 상기 다른 영역과 대등한 곡률을 갖도록 코팅하는 것을 특징으로 하는 의안 제조방법.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 3D 형상정보는 미리 측정된 의안 사용자의 결막 표면에 대해 소정만큼 이격된 유동공간을 갖는 것을 특징으로 하는 의안 제조방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 표면처리하는 단계는,
    상기 홍채영역에 대해 승화전사 방식으로 표면처리하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 의안 제조방법.
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