의료용 임플란트와 안과용 렌즈 등 의료기기는 미세한 형상 오차만으로도 성능과 안전성이 달라지는 만큼 초정밀 계측 기술의 중요성이 커지고 있다. 최근에는 제품 구조가 복잡해지고 허용 오차 기준도 더욱 엄격해지면서 표면 상태와 형상 특성을 정밀하게 분석하는 기술이 의료기기 품질 경쟁력의 핵심 요소로 자리 잡고 있다.
이에 1886년 설립된 테일러홉슨(Taylor Hobson)은 표면 거칠기(Surface Roughness), 형상(Form), 윤곽(Contour) 측정을 기반으로 의료기기 제조 전 공정에 적용 가능한 초정밀 계측 솔루션을 제공하고 있다.
테일러홉슨의 정밀 계측 솔루션은 의료용 임플란트의 설계부터 제조, 품질 검사에 이르는 전 과정에서 활용할 수 있다. 측정 가능한 항목으로는 표면 거칠기, 형상 및 윤곽, 형상 오차(Form Error), 곡률 반경(Radius), 치수 및 형상 특징(Dimensions & Features), 난시(Astigmatism), 체적 마모(Volumetric Wear), 3D 표면 형상(Topography), 비구면(Aspherical), 회절 구조(Diffractive), 진원도(Roundness), 평면도(Flatness), 진직도(Straightness) 등이 있다.
대표적인 적용 분야는 안과용 인공수정체(IOL)다. 백내장 수술에 사용되는 IOL은 렌즈 형상과 곡률의 미세한 오차만으로도 광학 성능이 달라질 수 있어 고도의 정밀 측정이 필수적이다.
이러한 요구에 대응하기 위해 테일러홉슨은 접촉식 PGI(Phase Grating Interferometer) 기술과 비접촉식 MWLI(Multi Wavelength Interferometer) 기술을 활용해 IOL과 렌즈 금형(Mould)을 측정하는 솔루션을 제공한다. 이를 통해 렌즈 도수(Power) 편차를 최소화하고 제조 공정의 안정성을 높일 수 있다.
또한 TalyMap과 LUPHOScan 소프트웨어를 활용해 렌즈 도수 예측, 비구면 형상 오차 분석, 표면 거칠기 평가, 회절 렌즈 효율 분석, 회절 단차 측정 등을 수행할 수 있다. 이 같은 분석은 렌즈 성능을 높이는 것은 물론 수술 후 환자의 시각 품질 향상에도 기여한다.
정밀한 형상과 표면 품질 관리는 안과용 렌즈뿐 아니라 인공관절과 정형외과 임플란트 분야에서도 중요한 요소다. 고관절(Hip) 및 무릎관절(Knee) 임플란트는 장기간 반복 하중을 받는 부품인 만큼 사용 과정에서 발생하는 마모와 손상이 제품 수명에 직접적인 영향을 미친다. 특히 마모 입자는 체내 염증이나 추가 수술의 원인이 될 수 있어 정확한 마모량 측정과 손상 원인 분석이 품질 관리의 핵심으로 꼽힌다.
테일러홉슨은 다양한 정밀 측정 솔루션으로 인공관절과 정형외과 임플란트의 품질 분석을 지원한다. Form Talysurf, Talyrond, LUPHOScan, TalyMap 솔루션을 활용하면 표면 형상과 표면 거칠기 측정은 물론 마모 영역 정량 분석, 체적 마모량(Volume Loss) 계산, 손상 및 스크래치 분석, 재질 및 윤활 조건 비교 평가, 원주 방향(Circumferential) 형상 측정, 진원도(Roundness) 및 원통도(Cylindricity) 분석 등을 수행할 수 있다.
특히 Talyrond 시스템은 나노미터 분해능 게이지와 에어 베어링(Air Bearing) 스핀들을 기반으로 진원도와 진직도, 원통도를 정밀하게 측정한다. 이와 함께 마모 영역의 체적 손실을 정량적으로 평가해 의료기기 품질 검증에 필요한 데이터를 제공한다.
이처럼 의료기기는 제품 특성과 사용 목적에 따라 요구되는 측정 방식이 달라진다. 이에 테일러홉슨은 접촉식(Contact)과 비접촉식(Non-contact) 계측 기술을 모두 제공해 제품 특성과 공정 단계에 적합한 측정 방식을 선택할 수 있도록 지원한다. 이러한 기술은 안과용 인공수정체와 인공관절은 물론 척추 임플란트(Spinal Implant), 치과 임플란트(Dental Implant), 심장 판막(Heart Valve), 펌프 밸브(Pump Valve), 제약용 타정 펀치(Pill Punch) 등 다양한 의료 분야에 적용할 수 있다. 또한 제조 공정 개선과 품질 보증(Quality Assurance), 결함 검출(Defect Detection), 체적 마모 분석 등을 통해 의료기기의 품질과 안전성, 성능 향상에도 기여한다.
테일러홉슨 관계자는 “의료기기는 미세한 형상 오차와 표면 품질의 차이가 제품 성능과 수명, 사용자 안전성에 직결되는 분야”라며 “테일러홉슨은 정밀 계측 기술을 바탕으로 의료기기 제조 현장에 신뢰성 높은 측정 데이터와 분석 환경을 제공하고, 차세대 의료기기 산업 발전을 이끄는 정밀 계측의 새로운 기준을 제시해 나가겠다”고 말했다.
한편 테일러홉슨의 의료기기 측정 솔루션에 대한 자세한 내용은 테일러홉슨 코리아(AMETEK Korea) 네이버 블로그에서 확인할 수 있다.
임민지 기자 minzi56@etnews.com