의료장비 : 생명을 구하고, 레이저로 스텐트를 절단하다

가슴에 느껴지는 날카로운 통증은 종종 예고 없이 찾아온다. 누군가 응급 서비스에 전화를 건다. 구급차가 몇 분 만에 도착해 삐걱거리며 급정거한다. 구급대원들이 집 안으로 달려 들어간다. 다행히 환자는 아직 숨을 쉬고 있으며, 상태가 안정된 것으로 판단되어 들것에 실려 즉시 구급차로 옮겨집니다. 구급차는 사이렌을 울리고 경광등을 깜빡이며 도로를 질주합니다. 마치 저예산 TV 드라마의 한 장면처럼 들리겠지만, 미국에서만 매일 수천 건의 이와 같은 사건이 벌어집니다. 매번 심근경색(MI), 흔히 심장마비라고 불리는 질환으로 인해 생사가 위태로운 상황이 벌어집니다.

이제 병원으로 장면을 옮겨 봅시다. ‘카테터실’이라 불리는 시술실에서 심장 전문의는 환자의 사타구니에 국소 마취를 한 뒤 정밀도 동맥에 삽입하고, 이를 능숙하게 조작하여 심장까지 삽입합니다. 카테터의 진행 상황은 실시간 X선 영상을 통해 확인됩니다. 심장 전문의는 막힌 부위를 재빨리 찾아내고 즉시 시술을 시작합니다. '가이드와이어'를 막힌 부위를 지나 밀어 넣습니다. 끝부분에 달린 풍선을 부풀려 막힌 혈관을 강제로 열어 심장으로의 정상적인 혈류를 회복시킵니다.

대부분의 경우, 풍선 카테터와 함께 메쉬 튜브(스텐트)가 삽입됩니다. 이 스텐트는 풍선이 팽창하면 함께 확장됩니다. 스텐트는 동맥이 막히지 않도록 유지하기 위해 그 자리에 남겨집니다.

엑스레이 모니터를 통해 혈액이 원활하게 흐르는지 확인한 후, 카테터와 가이드와이어를 제거하고, 사타구니의 동맥을 클립으로 막은 뒤 작은 삽입 부위를 봉합하거나 접착제로 처리합니다. 이 모든 최소 침습적 시술은 불과 몇 분 만에 끝났습니다. 휴!

의료 기기의 레이저 절단 및 레이저 용접 기술이 이를 가능하게 했습니다

여러분 중 일부는 이미 이런 종류의 혈관 성형술에 대해 잘 알고 계실지도 모릅니다. 심지어 직접 시술을 받아보신 분도 계실 겁니다. 하지만 대부분의 분들은 이 모든 것이 가능하도록 만드는 데레이저 절단및용접기술이 절대적으로 중요했다는 사실을 모르셨을 거라고 생각합니다. 맞습니다. 카테터, 가이드와이어, 풍선, 그리고 무엇보다 중요한 스텐트까지 모두 레이저, 특히 Coherent 레이저 장비를 사용하여 제작되었습니다.

우리가 스텐트가 가장 중요하다고 말하는 이유는, 그것이 보통 평생 몸에 남게 되는 부품이기 때문입니다. 따라서 스텐트에는 꽤 까다로운 요구 사항이 따릅니다. 가장 큰 과제는 재협착을 방지하는 것입니다. 재협착은 스텐트가 혈전 형성과 새로운 플라크 막힘을 유발할 때 발생합니다. 그렇게 되면 우리는 다시 막힌 관상동맥이라는 원점으로 돌아가게 됩니다.

스텐트는 다른 혈관을 재개통하는 데에도 널리 사용됩니다. 스텐트 프레임은 보통 의료용 스테인리스강으로 만들어지거나, 때로는 니티놀이라고 불리는 ‘형상 기억 합금’으로 제작되기도 합니다. 재협착 위험을 최소화하는 핵심은 스텐트의 가장자리나 표면이 거칠지 않도록 하는 것으로 밝혀졌습니다. 오늘날 많은 스텐트는 한 걸음 더 나아가 체내에서 서서히(수 주에 걸쳐) 용해되는 생분해성 물질로 코팅되어 있습니다. 이 물질은 용해되면서 혈전 형성이나 흉터 형성을 적극적으로 억제하는 약물을 방출하므로 치료 결과를 개선합니다.

스텐트 및 카테터의 3D 절단에 최적화된 레이저 가공기

금속 가공에 있어 정밀도 절단면 품질이 가장 중요하다면, 레이저를 따라올 수 있는 것은 없습니다. 그렇기 때문에 대부분의 스텐트와 카테터 삽입 장치는 단순한 원형 튜브를 소재로 삼아 3차원정밀도 절단 공정을통해 제작됩니다. Coherent 이러한 3D 절단 응용 분야와 관련의료 기기에 특화되어 설계된 ‘StarCut Tube’라는 장비를 Coherent .

하지만 어떤 종류의 레이저가 가장 좋을까요? 레이저 절단의 기본 원칙 중 하나는, 더 매끄러운 절단면을 원한다면 파장 짧을수록 좋다는 것입니다. 즉, 파장 더 짧은 레이저 파장 예: 자외선)나 펄스 폭이 더 짧은 레이저, 혹은 두 가지 조건을 모두 갖춘 레이저를 사용해야 합니다. 이렇게 하면 절단 과정에서 재료가 녹거나 변형되는 것을 방지할 수 있으며, 이러한 절단 방식을 ‘냉각 절삭(cold ablation)’이라고 합니다.

Monaco 펨토초 레이저가 스텐트 절단 분야의 판도를 바꾸다

지난 수년간 레이저 산업계에서는 자외선 출력을 내는엑시머 레이저와나노초 펄스 폭을 가진파이버 레이저를 탑재한 장비로 스텐트 절단을 지원해 왔습니다. 그러나 최근 몇 년간 펨토초 펄스 폭과 높은 평균 출력을 모두 갖춘 산업용초단펄스(USP) 레이저의 개발은 금속 스텐트 절단 분야에서 판도를 바꾸는 계기가 되었습니다. (펨토초는 10억분의 1초의 100만분의 1에 해당합니다). 실제로 오늘날 펨토초 절단 기술로 구현되는 절단면 품질은 매우 우수하여, 스텐트 제작 시 기존의 많은 후가공 연마 공정이 더 이상 필요하지 않게 되었습니다. 당사의 Monaco 이러한 새로운 유형의 산업용 레이저를 대표하는 훌륭한 Monaco .

아무런 이유로든 스텐트를 삽입해야 할 일이 없기를 바랍니다. 하지만 만약 그런 상황이 생긴다면, 그 스텐트가 최신 레이저 기술 활용해 최고 수준의 기준에 따라 제작되었다는 점을 믿으셔도 좋습니다 레이저 기술 아마도 Coherent의레이저 장비가사용되었을 가능성이 높습니다.

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