1. 수행배경

• 심뇌혈관질환은 높은 유병률과 사망률을 보이는 질환이며, 정부가 정한 4대 중증질환에 속하는 질환이다. 국민건강보험공단(건강보험통계, 2004-2014) 자료를 바탕으로 우리나라 심뇌혈관 질환 유병률 추이를 살펴보면, 연평균 증가율이 5.2%로 꾸준히 증가하고 있다. 또한 질병관리본부 ‘2014 국민건강영양조사’에 의하면 30세 이상 성인 2명 중 1명(54%)은 심뇌혈관 질환의 선행질환인 비만, 고혈압, 당뇨병, 이상지혈증 중 한 가지 이상을 앓고 있는 것으로 나타났으며, 이를 통해 심뇌혈관 질환이 국내 의학계에서 심각한 문제로 대두됨을 알 수 있다.
• 국내 의학계에서 심각한 문제로 대두되고 있는 심뇌혈관질환의 치료를 위해 스텐트 시술이 꾸준히 증가하고 있다. 스텐트 시술이란 혈관에 금속이나 플라스틱 튜브(스텐트)를 삽입하여 혈관을 확장시키는 시술이며, 그 제작 방법에 있어 생분해성 PLA 스텐트(Biodegradable polymer stent)를 제작하는 대표적인 방법은 Laser Cutting과 Cartesian coordinate를 쓰는 FDM Printing이지만, 평면 베드를 사용한 이와 같은 방법은 3D 프린터 특유의 적층방식에 의하여 스텐트 형체에 결이 발생하므로 그 강도가 현저히 낮아져 혈관을 지지하는 본 기능을 제대로 수행하지 못한다는 문제가 있다.
  
  
   

2. 수행기간

• 2019.5.15~
  

​3. 개발작품 설명

• 본 팀은 기존의 평면형 베드에서 벗어나 원통형 베드를 사용한 Lathe-type 3D Printer를 제시함으로써, 기존 Laser cutting 생산방식에서 발생하는 Burr와 평면 베드의 FDM Printing의 약한 강도에 대한 문제를 통시에 해결하고자 한다.
• 기존 X, Y, Z의 직교좌표계에서 Y좌표를 Θ좌표로 인식하여 Y좌표가 변화할 때 모터가 돌아갈 수 있도록 설계 해주는 작업을 진행 중이다. 이를 통해 직교좌표계로 설계된 파일을 Cylindrical좌표계로 출력할 수 있도록 하고자 하였다.
• Laser Cutting Biodegradable의 Burr, Thermal Damage, Manufacturing Cost​
• Cartesian Coordnate 3D Printing는 Axial 방향의 Tensile Strength가 약함.   

4. 활용방안

• 실제 생분해성 PLA 스텐트 출력을 진행하고 다양한 혈액의 압력범위와 온도범위에서의 출력결과물과 Prototype의 기능을 관찰한다.

• 피드백을 통한 재설계와 보완을 통해 Lathe-type 3D Printer를 완성하고, 스텐트의 출력과 기능의 관찰을 반복하여 설계제작을 완성한다.

• 스텐트의 사용에 직접적으로 연관된 소아기내과 교수 및 임상전공의와의 인터뷰를 진행했다. 해당 인터뷰를 통해 실제 의학계에 사용되기 위한 스텐트의 조건(1. 1달이상 물리력유지 2. 짧은 단차 윗부분 3. 풍선팽창)을 알 수 있었으며, 우리 팀의 해결방안이 전반적으로 기존 제품을 대체할 수 있는 시장성 있는 제품임을 확인했다.