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3D시스템즈, 3D프린터로 코로나19 치료 위한 호흡기 밸브 제작해

입력 : 2020.03.25 10:09

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[첨단 헬로티]


최근 코로나 바이러스 확산으로 인해 이탈리아 병원들의 장비가 바닥나면서 한 병원은 자체 보유증인 3D프린터와 현지 전문지식을 활용해 자체 제작에 나서고 있다.


▲3D시스템즈의 SLS 3D프린터와 PA12소재를 활용해 제작한 인공호흡기 밸브


이탈리아 병원들은 COVID-19로 입원하는 환자가 늘면서 보유 중인 보건 장비가 한계에 이르렀다. 환자 증가 추세를 늦춘다면 환자가 갑자기 유입되더라도 병상이나 필수 장비가 부족하지 않지만, 이미 너무 늦게 이동 금지를 발표한 이탈리아에서는 다음과 같은 일이 일어났다. 


북부 지역의 병원들은 환자가 넘쳐났고, 치료실과 장비가 부족해 사망자 수가 급증하게 됐다. 그러던 중 이탈리아 한 병원에서 가장 중요한 장비인 호흡기용 밸브가 다 소진됐고, 이에 현지 제조업체들은 3D프린팅 기술을 활용해 대체품 제작 진행했다.


이 아이디어는 이탈리아 북부의 지방 수도 브레시아에 있는 지오르날레 디 브레시아의 언론인인 은지아 발리니의 전화에서 시작됐다. 금요일, 그녀는 디지털 제조 연구소인 FabLab의 설립자인 마시모 템포렐리에게 다음과 같은 문제에 대해 설명했다. 


수도와 가까운 작은 도시인 치아리의 한 병원에서는 환자들의 폐를 기계적으로 환기시켜 호흡을 도와주는 재애니메이션 장치(소생 장치 또는 호흡기)의 밸브가 바닥나고 있었다. 이 밸브를 공급하는 회사는 단 기간 안에 대체품을 보낼 수 없었고, 사망자 수는 점차 증가했다.


밀라노에 본사를 둔 템포렐리는 결국 엔지니어링 회사인 이시노바의 창업자 겸 최고경영자(CEO)인 크리스티안 프라카시에게 손을 내밀었다. 


그 후 프라카시는 브레시아에 있는 제조 회사인 로나티 스파의 3D프린팅 제조 전문가이자 연구개발 디자이너인 Michele Faini와 접촉했다. 두 사람은 이전에도 이미 협업한 적이 있었으며, 산소를 공기와 혼합하는 데 도움이 되는 밸브를 설계하기 위해 함께 협력하게 됐다.


기존 밸브 제조 업체는 이들에게 밸브의 설계에 대한 정보를 주고 싶어하지 않았다고 파이니는 이메일을 통해 말했다. 그러나 그들은 스스로 설계를 역설계할 수 있었다.


로나티 스파가 의료 분야의 부품을 제작하는 것은 이번이 처음이었지만, 파이니는 3D시스템즈의 SLS 3D프린터와 PA12소재를 활용해 제작 할 수 있다고 말했다. 특히 이 SLS프린터의 PA12 소재는 생체 적합 소재로 의료 장비로 활용 가능했다.


로나티 스파의 3D프린팅 제조 전문가이자 연구개발 디자이너인 Michele Faini는 "우리는 몇 시간 안에 밸브를 인쇄할 준비가 돼 있었고, 그 다음 날 100개의 밸브를 인쇄했다"고 말했다. 프라카시는 또한 병원에 3D프린터를 가지고 와서 몇 개의 밸브를 인쇄했다.


치아리 병원의 COVID-19 환자들은 이제 이 3D 인쇄 밸브 덕분에 숨을 쉴 수 있었지만, 코로나19 바이러스가 확산되면서 다른 병원들도 비슷한 부족의 위험에 처할 수 있다. 


샌프란시스코에 본사를 둔 디자인 엔지니어인 제리트 코에츠는 블로그 해카데이에 디자이너와 엔지니어가 COVID-19 환자들을 위해 "생명과 사망 사이의 결정체가 되는 장치"라고 기술하고 있으며, 공급이 부족한 상태라고 기술하고 있는 오픈 소스 인공호흡기를 설계해 달라고 요청했다.


맞춤형 보철기 제작부터 수술 도구 제작, 개인 맞춤형 의료 장비에 이르기까지 의료 분야에서 이미 사용되는 3D프린팅 기술을 활용해 어디에서나 인공호흡기를 사용할 수 있게 됐다. 그리고 이러한 협력은 코로나 바이러스가 확대되는 상황에서 모든 사람들에게 빠른 지원을 줄 수 있다. 


피아니는 3D프린팅 기술을 활용해 제작한 밸브를 만드는 데 빠른 상호 협력이 얼마나 중요한지에 주목했다. 그 이유는 인공호흡기가 없다면빠르게 사망할 가능성이 훨씬 높기 때문이다. 


그는 "전염병 확산을 막기 위해 모든 국민이 함께 노력해야 한다는 것을 명심하기를 바란다"고 말했다. "우리 모두는 안전하게 지내야 하고, 지원을 필요로 하는 사람들을 돕기 위해 우리의 3D프린팅 기술을 활용해야 한다"고 말했다. 


현재, 3D프린팅 제조업체들은 이 밸브의 3D 설계도를 공유하지 않고 있다. 그 이유는 궁극적으로 이 밸브를 기존 제조업체로부터 직접 받는 것이 더 적절하다고 판단하기 때문이다.


피아니는 "특히 밸브를 의료 목적으로 사용하기 위해서는 3D프린터로 제작 하지 않는 부품일지라도 깨끗한 환경에서 제조돼야 하며, 위생 장갑을 착용하고 취급해야 한다. 그들은 기존 제조업체를 완전히 우회할 생각은 없었지만, 브레시아의 상황은 극단적이었고, 특별한 상황에서 그들이 도울 수 있는 일을 했다"고 말했다.

/서재창 기자(prmoed@hellot.net)

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