적층 제조가 점점 더 생산 공정이 됨에 따라 이에 대한 전문 지식을 갖춘 올바른 공급업체를 찾는 것이 중요합니다.

적층 제조(AM)는 정밀도와 정확한 공차가 중요하지 않은 프로토타이핑 및 설계 작업에 여전히 자주 사용됩니다. 이러한 유형의 활동은 기술에 대한 입문 지식을 가진 많은 사람들이 수행할 수 있습니다. 이 프로세스는 정형외과용 임플란트와 같은 보다 정교한 장치에 사용되기 때문에 전문 지식은 성공을 보장하기 위해 훨씬 더 중요한 필수 요소입니다.

더 많은 정형외과 기기 제조업체가 더 많은 제품에 대해 AM에 관심을 보임에 따라 문제는 더욱 증가합니다. 확장성과 같은 측면뿐만 아니라 이러한 기계로 다양한 기술을 저렴하게 생산해야 할 필요성도 작용합니다. 그 결과, 기업들은 정형외과용 임플란트, 기구 및 기타 장치에 대한 AM에 대한 전문 지식을 유지하는 경험 많은 공급업체를 찾고 있습니다.

다행히 Cretex Medical | rms의 적층 운영 이사인 Troy Olson은 다음 Q&A에서 이 주제를 둘러싼 다양한 문의에 대한 통찰력을 제공했습니다. 그는 의료기기 회사가 적층 제조 제품에 대해 공급업체와 협력할 때 염두에 두어야 할 사항, 경험 많은 파트너와의 협력의 이점 및 종종 간과되는 몇 가지 요소에 대해 설명합니다.

Sean Fenske: 적층 제조라고 하면 대부분의 사람들은 플라스틱을 사용한 3D 프린팅을 떠올립니다. 정형외과 기기 부문에는 어떤 AM 기술과 기술이 사용됩니까?

Troy Olson: 의료 기술 분야에서 정형외과를 위한 적층 제조(AM)는 일반적으로 이식 가능한 금속의 프린팅을 의미합니다. 우리는 파우더 베드 융합 기술을 사용하여 티타늄 TI6AI4V 등급 23으로 장치 구성 요소를 만듭니다. 우리는 수년 동안 이식 가능한 장치에 사용해 왔기 때문에 이 재료와 기술에 대한 상당한 전문 지식을 얻었습니다.

Fenske: AM은 설계 도구에서 완성된 임플란트 제조 옵션으로 빠르게 발전했습니다. 오늘날 어떤 다른 유형의 정형외과 기술에 사용되고 있습니까?

AM은 인트라바디 스페이서를 생산했습니다.

올 슨: 원래 AM은 주로 융합 케이지와 체내 스페이서를 위한 척추 공간에서 사용되었습니다. AM으로만 생성할 수 있는 다공성 및 격자 구조는 골유착 또는 뼈 성장을 촉진해야 하는 제품에 이상적입니다.

AM 제품의 긍정적인 결과와 함께 AM 산업의 전문성이 성장함에 따라 보다 정교한 정형외과 기기에 대한 수요가 증가하고 있습니다. 우리는 이제 어깨 재건, 발 및 발목, 맞춤형 임플란트를 포함한 해부학의 여러 부분으로 확장하고 있습니다. AM은 또한 특수 계측 및 드릴 가이드를 만들 때 매우 영향을 미칠 수 있습니다.

 

 

Fenske: 말씀하신 AM을 다른 지역과 시장으로 확장하려면 당연히 더 많은 대량 생산이 필요합니다. 이러한 요구 사항을 수용하기 위해 AM을 성공적으로 확장하려면 어떻게 해야 합니까?

Olson: 모든 것은 고객의 요구 사항을 철저히 이해한 다음 이러한 요구 사항을 충족하기 위해 무엇이 필요한지 결정하는 것에서 시작됩니다. 우리가 처음 AM 분야에 진출했을 때, 그것은 우리가 이미 뛰어났던 절삭 가공, 세척, 레이저 마킹 및 후처리 작업과 같은 기존 제조 능력을 보완했기 때문입니다. 처음부터 고객의 양과 정교함 요구를 충족하는 AM 제품을 생산하려면 단순히 AM 프린터를 추가하는 것 이상이 필요하다는 것이 분명했습니다.

필요한 생산 규모에 도달하기 위해 우리는 적층 제조의 확장 및 개발에만 전념하는 엔지니어들로 구성된 전담 인력을 갖춘 자체 AM 사업부를 개발했습니다. 그들은 전체 AM 프로세스 흐름을 검토하여 고객 요구에 부합하는 모범 사례를 결정하고 구현할 수 있었습니다.

Fenske: AM을 제공하는 공급망 파트너와 협력할 때 기업은 어떻게 증가하는 생산 요구 사항에 가장 잘 대비할 수 있는 계획을 세워야 합니까? AM 공급업체에 특정 요구 사항을 전달해야 합니까?

Olson: 모든 외부 공급업체와 전략적 파트너십을 구축하는 것이 성공의 열쇠입니다. Cretex Medical과 같이 생산 공정의 많은 단계를 수직적으로 통합할 수 있는 회사에서도 각 공급업체에 대해 매우 신중해야 합니다. 생산 공정을 감안할 때 재료 공급업체 및 열처리 공급업체와 관계를 구축해야 합니다. 한 공급업체에서 문제가 발생할 경우 모든 외부 공급업체와 이중 공급을 통해 생산 중단을 최소화할 수 있습니다. 이러한 중복 요소를 공급망에 구축하는 것이 중요합니다.

Fenske: 대량으로 작업하기 위해 확장할 때 AM의 어떤 측면이 종종 간과되거나 적절하게 고려되지 않습니까? 염두에 두어야 할 요소는 무엇입니까?

Olson: 적층 제조에서 종종 간과되는 가장 큰 요소는 생산 일정입니다. 시간과 자원을 적절하게 할당하는 것은 복잡한 작업입니다.

각 AM 기계에는 각 빌드마다 감소하는 티타늄 분말의 정해진 부피가 있다고 가정합니다. 각 기계에서 부품 높이가 얼마가 되는지, 얼마나 많은 티타늄 분말이 필요한지 이해해야 합니다. 몇 주에 걸쳐 빌드를 구성할 때 각 시간 간격에서 파우더 수준과 파우더 수명이 얼마가 될지 염두에 두어야 합니다. 분말을 사용함에 따라 고려해야 할 약간의 분말 분해가 있습니다. 이를 통해 분말을 체질하거나 교체할 수 있도록 각 기계를 오프라인으로 전환해야 하는 시기를 계산할 수 있습니다. 이를 알면 빌드 주기 동안 사용 중인 프린터와 오프라인 프린터를 시차를 두고 더 잘 계획할 수 있습니다.

생성하는 용량 계획 및 일정은 하루 24시간, 주 7일 실행되는 수십 개의 생산 프린터에서 이 모든 것을 고려해야 합니다. 또한 이 계획은 2,500시간의 레이저 사용 후 필요한 예방적 유지 보수를 고려해야 하며, 신중하고 관리 가능한 방식으로 프린터의 안정성을 모니터링하고 유지 관리할 수 있는 적절하고 잘 훈련된 인력을 확보해야 합니다. 이러한 모든 움직이는 부분을 조정하는 데 수반되는 복잡성은 대부분의 ERP 시스템의 기능보다 큽니다. 이는 우리가 수년간의 운영 경험을 통해 관리하는 방법을 배운 생산의 한 측면입니다. 우리의 전문 지식은 이러한 작업을 수행하면서 시간이 지남에 따라 형성되었습니다.

Fenske: AM 프로젝트를 엉망으로 만들 수 있는 문제는 무엇이며, 이를 어떻게 처리하시나요?

Olson: 이러한 기계를 작동하는 데 필요한 인재를 찾고 교육하는 것은 어려울 수 있습니다. 이것은 일반적으로 숙련된 기계공을 찾는 것보다 더 어렵습니다. 그냥 들어와서 이러한 기계를 교체하는 작업을 할 수 있는 인쇄 기술자는 많지 않습니다. 우리는 신입 사원이 완전히 적응하기 전에 약 6개월의 실무 교육이 필요하다는 것을 발견했습니다. 배워야 할 것은 기술과 이해뿐만 아니라 호흡기를 포함한 개인 보호 장비를 착용해야 하는 환경에서 티타늄과 같은 반응성 물질을 다루는 뉘앙스도 배워야 합니다. 이러한 유형의 경험이나 과정에 대한 후보자를 교육하는 기술 학교는 없습니다.

이러한 규모의 AM 생산을 처리할 수 있는 시설을 구축하는 것도 비용이 많이 들고 복잡한 작업입니다. 쿤 래피즈(Coon Rapids) 시설에서는 AM 시설을 위한 고유한 화재 진압 시스템을 개발하기 위해 지역 소방관과 긴밀히 협력해야 했습니다. 표준 스프링클러 시스템은 H3 반응성 재료 제조 영역과 호환되지 않았을 것입니다.

운영에 대한 위험 평가를 수행했을 때 외부 정전의 가능성이 잠재적으로 매우 비싸다는 것을 확인했습니다. 표준 3일 빌드 중 정전이 발생하면 90일 동안 생산이 지연될 수 있습니다. 이것이 바로 우리가 적층 제조 장치를 무기한 중단 없이 운영할 수 있도록 백업 발전기와 배터리 시스템에 150만 달러를 투자한 이유입니다.

고객은 우리가 노하우를 가지고 있으며 약속을 지키고 적시에 사양에 따라 제품을 제공할 수 있도록 계획을 완료했다고 신뢰할 수 있습니다.

Fenske: 논의한 주제를 바탕으로 공유하고 싶은 추가 의견이나 정형외과 기기 제조업체에 전하고 싶은 말이 있습니까?

Olson: 우리가 생산하는 많은 부품은 후처리 및 기계 가공이 필요합니다. 성공의 열쇠 중 하나는 수직적 통합입니다. 우리는 부품 제거, 플레이트 재조정, 기계 가공, 블라스팅, 생산 관리, 청소 및 포장을 사내에서 수행할 수 있습니다. 많은 경쟁업체가 이러한 기능을 아웃소싱해야 하기 때문에 프로세스에 시간과 비용이 추가됩니다.

또한 당사의 고유한 비즈니스 모델을 통해 CT 스캔과 같은 기술에 투자할 수 있으며, 이를 통해 비파괴 품질 검사를 수행할 수 있어 프로세스의 효율성을 크게 향상시킬 수 있습니다.

적층 제조된 부품을 대규모로 생산하는 것은 누구나 하룻밤 사이에 할 수 있는 일이 아닙니다. 크레텍스 메디컬 | 우리는 AM 기능을 처음부터 구축했습니다. 처음 몇 년은 도전과 가파른 학습 곡선으로 가득 차 있었습니다. 그것은 우리의 회복력, 전문 지식을 습득할 수 있는 능력, 그리고 성공을 위한 추진력에 대한 시험이었습니다. 그러나 이러한 성장통이 없었다면 AM 제조의 과제를 극복하는 방법을 배우지 못했을 것입니다.

우리는 연간 300,000개 이상의 AM 의료 기기 및 임플란트를 생산하기 위해 70명의 직원이 24/7 근무하는 지점에 도달한 것을 자랑스럽게 생각합니다.

타의 추종을 불허하는 성능과 혁신으로 열 관리의 재정의

Microsoft의 최첨단 기술을 통해 극한의 CPU 냉각을 위한 세계에서 가장 강력한 AI 설계 및 금속 3D 프린팅 액체 질소(LN2) 방열판의 개발로 이어졌다는 사실을 발표하게 된 것을 자랑스럽게 생각합니다. 이 획기적인 혁신은 SkatterBencher와 ElmorLabs의 유명한 오버클러킹 전문가의 요청으로 개발되었습니다. 이러한 혁신을 통해 우리는 열 관리의 새로운 기준을 세웠습니다.

 

 

타의 추종을 불허하는 성능과 효율성

액체 질소를 사용하는 극한의 CPU 냉각은 원하는 극한의 클럭 속도를 가능하게 하는 데 필요한 극도로 낮은 온도를 허용하기 때문에 컴퓨터 오버클러킹의 표준이 되고 있습니다. 엔지니어링 팀은 Diabatix의 ColdStream 플랫폼의 최첨단 기능을 활용하여 액체 질소 냉각의 열 성능을 재정의하는 방열판을 만들었습니다.

ColdStream은 세계에서 가장 정교한 알고리즘과 함께 2상 끓는 물리학을 활용하여 3D 프린팅 제조 가능성을 활용하면서 열 전달을 극한까지 극대화하는 구조를 생성했습니다. 초기 테스트에서는 0.011K/W의 낮은 열 저항으로 놀라운 결과가 입증되었습니다. 이는 CPU 전력 100W당 히트싱크 베이스와 액체 질소 사이의 온도 차이가 1.1°C인 것으로, 세계에서 가장 강력한 히트싱크 중 하나로 자리매김했습니다.

이 방열판은 390W/mK의 우수한 열전도율을 위해 인증된 무산소 구리를 사용하여 3D Systems의 DMP(Direct Metal Printing) 기술을 사용하여 제작되었습니다. 이 최첨단 접근 방식은 기존 제조 방법으로는 달성할 수 없는 형상을 통해 성능에 최적화된 구성 요소를 생산할 수 있습니다.

인쇄 중 구리 분말의 순도를 유지하는 것이 가장 중요한데, 구리 매트릭스의 산소는 열전도율에 해로운 영향을 미치기 때문입니다. 3D Systems의 고유한 진공 챔버 개념은 프린팅 작업 전에 진공 프리사이클을 통해 빌드 챔버와 분말에서 공기와 수분을 능동적으로 제거할 수 있습니다. 이 사이클이 끝나면 챔버는 고순도 아르곤 가스로 채워집니다. 이 매우 효율적이고 효과적인 진공 프리사이클은 매우 낮은 산소 환경을 달성하는 데 도움이 됩니다. 또한 진공 챔버의 누출 방지 설계는 산소가 빌드 챔버로 누출되지 않도록 하고 인쇄 중 아르곤 소비를 매우 낮춥니다. 이 진공 챔버 개념은 분말 공급 원료에 의한 산소 포집 위험을 제거하는 데 도움이 되며, 그 결과 안정적인 분말 화학 작용이 가능하고 인증된 무산소 구리 분말 배치 재사용성이 크게 향상됩니다.

초기 물리적 테스트

LN2 방열판은 개발 후 성능을 검증하기 위해 ElmorLabs의 초기 물리적 테스트를 거쳤습니다. 상세한 초기 평가를 통해 예측된 방열판의 탁월한 냉각 기능을 확인할 수 있습니다. 특히, 오늘날 시장에서 가장 인기 있는 제품 중 하나인 Volcano LN2 쿨러에 비해 3배 빠른 쿨다운 동작이 테스트 중에 두드러졌습니다. AI 설계와 화산은 1.7kg의 동일한 질량을 가지고 있고 둘 다 구리를 기본 재료로 사용하기 때문에 이러한 차이는 표면에서의 향상된 열 전달과 구리 내부의 더 나은 열 전달에서 비롯될 수 있습니다.

테스트 결과 LN2 컨테이너는 최대 7.5GHz 클럭의 P 코어로 Core i9-14900KF를 쉽게 처리하여 600W의 전력을 소비할 수 있음을 보여주었습니다. Volcano LN2 쿨러와 비교했을 때 방열판 기본 온도 차이가 11°C인 반면, 총 가열 온도는 9°C에 불과한 AI 설계는 동일한 기본 온도에서 두 배 이상의 전력을 전달할 수 있는 잠재력을 가지고 있음이 입증되었습니다. 따라서 AI 디자인은 멋진 색상으로 테스트를 통과하였고 더 높은 성능에 도달하는 데도 크게 기여하였습니다.

 

열 관리의 한계를 뛰어넘다

이 선구적인 프로젝트는 오버클러킹 커뮤니티의 주요 권위자인 SkatterBencher와 ElmorLabs의 요청으로 시작되었습니다. 그들의 전문 지식과 통찰력은 개발 프로세스를 안내하는 데 중요한 역할을 했습니다. 그들의 야망은 열 관리에서 가능한 것의 한계를 넓히려는 우리의 약속과 매우 잘 맞습니다. 이 혁신적인 LN2 방열판은 획기적인 솔루션을 만들기 위해 기술을 활용하려는 우리의 헌신을 보여주는 분명한 예입니다. 우리는 이 세계적 수준의 제품과 업계에서 새로운 표준을 제시하게 되어 기쁩니다. 그러나 현재의 디자인은 협업의 시작점일 뿐입니다. 제품의 상용화를 위한 공급망을 준비하는 동시에 이미 추가 변형을 준비하고 있습니다. 목표 목록의 맨 위에는 물리적 테스트에서 2000W를 넘어서는 것이 있습니다. 계속됩니다!

 

RTsafe는 3D Systems와 협력하여 방사선 요법의 안전성과 효율성을 높이는 맞춤형 뇌 조직 모델(PseudoPatient)을 개발해 병원과 방사선 치료 전문가에게 제공하고 있습니다.
이를 통해 치료 계획의 정밀도를 높이고, 방사선 종양학의 품질을 보장하여 환자별 개인화된 치료를 지원합니다.

 

 

RTsafe는 3D Systems와 협력하여 방사선 요법을 최적화하는 데 도움이 되는 뇌 조직 모델을 생성합니다.

현대 방사선 종양학 회사인 RTsafe는 2014년 의학 물리학 교수 팀에 의해 설립되었습니다. 이 회사는 모든 방사선 요법 개입이 실제 환자 앞에서 개인화된 팬텀에서 테스트될 수 있는 세상을 만들기 위해 최선을 다하고 있습니다.

RTsafe는 3D Systems와의 파트너십을 통해 맞춤형 머리 및 뇌 조직 복제품인 PseudoPatient를 개발하여 병원과 방사선 치료 전문가에게 제공할 수 있었습니다. 이러한 혁신은 새로운 연구를 촉진하고 치료의 안전성과 효능을 개선하기 위한 목적으로 더 나은 교육을 지원했습니다.®

도전 과제

개인화 요구 사항을 충족할 수 없는 기존 제조

RTsafe는 사명을 실현하는 데, 특히 방사선 종양학의 품질 보증을 위한 현실적인 환자별 모델을 만드는 데 있어 상당한 도전에 직면해 있었습니다. 획일적인 접근 방식을 가진 전통적인 방법은 현대 방사선 치료에 필요한 정밀도와 적응력이 부족했습니다.

  

RT 안전 모델/ RT 세이프 헤드 모델

"두개골 SRS 치료의 15% 이상은 가능한 한 안전하고 효과적이지 않습니다. 안전성과 효율성을 높일 수 있는 여지가 상당히 많으며, 우리는 새로운 환자 맞춤형 솔루션이 우리를 그 길로 이끌 수 있다고 믿습니다."

- 에반겔로스 파파스(Evangelos Pappas), RTsafe 설립자

솔루션

혁신적인 기술과 소재의 활용

RTsafe는 3D Systems와 파트너십을 맺고 환자의 머리와 뇌 조직을 3D 프린팅으로 복제하여 이전 치료 방법으로 인해 생긴 틈을 해결하는 FDA 승인 솔루션인 PseudoPatient를 개발했습니다. 방사선 치료 전문가는 환자 뇌의 해부학적 모델에서 치료법을 테스트하여 중재를 평가하고 치료를 적용하기 전에 위험을 식별할 수 있습니다.

PseudoPatient는 병원 및 케어 센터의 현장 진료 솔루션으로 개척되고 있습니다. CT 스캔을 통해 방사선 치료 전문가는 환자의 고유한 머리와 뇌 구조를 매핑합니다. 그런 다음 뼈와 뇌 조직을 모방하기 위해 3D Systems의 VisiJet M2R-CL 및 Accura ClearVue 재료로 구성된 모델을 설계합니다. 모델은 ProJet MJP 2500 Plus 및 ProJet 7000 프린터를 사용하여 인쇄되어 PseudoPatient를 생성합니다. 이러한 정확한 해부학적 및 방사선학적 사본을 통해 의료진은 PseudoPatient를 실제 환자인 것처럼 '치료'할 수 있습니다.

"이러한 3D 프린팅 모델을 사용하기 전에 우리 팀은 기존 품질 보증 팬텀의 불일치와 한계로 어려움을 겪었습니다"라고 아테네 대학의 저명한 방사선 종양학자인 Anna Zygogianni 교수는 말했습니다. "PseudoPatient는 우리의 접근 방식을 변화시켜 보다 정확한 시뮬레이션을 수행하고, 치료 계획을 크게 개선하고, 안전하고 효율적인 방사선 치료를 보장하는 데 도움이 되었습니다."

생산 간소화

RTsafe는 3D Systems와의 협력을 통해 생산을 간소화하고 3D Systems의 기술 역량으로 임상 전문성을 강화했습니다. 이 파트너십을 통해 생산 처리 시간이 단축되어 전 세계 의료 기관에서 PseudoPatient에 쉽게 액세스할 수 있게 되었습니다.

"이 3D Systems 프린팅 솔루션을 통해 우리는 그 어느 때보다 빠르게 PseudoPatient를 생산할 수 있었습니다. 우리는 이것이 모든 의료 시설에서 암 치료 수준을 높일 수 있는 중추적인 혁신이라고 믿습니다."

- 에반겔로스 파파스

새로운 응용 프로그램 개척

PseudoPatient는 개인화된 치료 계획을 테스트하는 데 유용할 뿐만 아니라 방사선 치료 전문가와 학생을 위한 매우 현실적인 교육 도구이자 새로운 치료 프로토콜을 개발 및 테스트하기 위한 모델로서 엄청난 잠재력을 보여주었습니다. 후자의 사용 사례는 의사가 실제 환자에게 사용하기 시작하기 전에 선구적인 기술을 철저히 검증하도록 합니다.

"'모두가 승리하는' 시나리오입니다. "환자는 사전에 심사할 수 있는 치료 계획을 받습니다. 따라서 그들은 더 나은 결과, 더 적은 부작용, 더 높은 삶의 질을 볼 수 있습니다. 임상의의 경우 자신감과 통제력이 향상되어 일반적으로 위험이 줄어들고 진료에 대한 평판이 좋아집니다. 클리닉은 진정으로 독특한 환자 경험을 광고할 수 있습니다."

RTsafe와 3D Systems는 신경외과 및 정형외과와 같은 다른 의료 분야에 PseudoPatient와 같은 환자 맞춤형 모델을 사용하는 등 미래를 내다보며 혁신을 위한 새로운 가능성을 계속 모색하고 있습니다.

RTsafe와 3D Systems의 협력은 적층 제조가 암 치료를 발전시킬 수 있는 놀라운 잠재력을 가지고 있음을 보여줍니다. RTsafe와 같은 의료 회사는 전문 지식과 경험을 통합함으로써 AM 기술을 활용하여 PseudoPatient와 같은 혁신적이고 생명을 구하는 치료법을 개발하고 모든 환자에게 더 나은 품질의 치료를 제공할 수 있습니다.

결과

더 나은 치료 결과를 위한 맞춤형 팬텀

향상된 개인화

혁신적인 AM 재료 및 프린터 사용

PseudoPatient는 전례 없는 수준의 환자별 개인화를 가능하게 하여 매우 복잡한 두개골 시술에 대한 정밀도와 신뢰성을 향상시키는 데 도움이 됩니다.

PseudoPatient는 현재 15-18%에 달하는 전 세계 뇌 방사선 수술에 대한 공식 감사의 실패율을 줄이기 위해 치료 체인 전반에 걸쳐 불확실성을 최소화합니다.

사용기술

Projet 7000

종류 플라스틱

제작크기 380 x 380 x 250 mm

정밀도 25.4mm 기준 +0.025~0.05mm

적층두께 0.05 - 0.1 mm

재료 PP/초강력 플라스틱/유사 ABS/유리 합성 나일론/투명 플라스틱/레진/투명 레진/투명 내열성 레진/주조 가능 레진

서포트 재료 없음

용도 생산, 원형제작

장비크기 186 x 98 x 207 cm

- 빠르고 쉬운 소재 전환

- 단일 소스 솔루션(3D 프린터, 소재 및 소프트웨어용)

- 사용 편의성, 직관적인 워크플로

- 사출 성형의 정확도를 충족하며 CNC와 비견되는 수준

- 낭비되는 소재 절감

MJP 2500/2500 Plus

제작크기 294 x 211 x 144 mm

정밀도 25.4mm 기준 +0.025~0.05mm

적층두께 0.032 mm

재료 유사 고무/PP/고내열성 나일론/유사 ABS/의료용 플라스틱/경질 플라스틱/주조 가능 플라스틱/반투명 플라스틱

서포트 재료 있음

용도 생산, 원형제작

장비크기 140 x 93 x 132 cm

- 파일에서 부품 완성까지 높은 처리량을 통해 더욱 빨리 부품 생산

- 신뢰할 수 있는 높은 충실도의 부품

- 날카로운 에지와 정교한 피처 정의

- 효과적인 서포트 제거를 통해 자유롭게 기하형상 제작 가능

- 다양한 응용 분야를 위한 고성능 다중소재 복합 기능 사용

RTsafe는 3D Systems와 협력하여 방사선 요법의 안전성과 효율성을 높이는 맞춤형 뇌 조직 모델(PseudoPatient)을 개발해 병원과 방사선 치료 전문가에게 제공하고 있습니다.
이를 통해 치료 계획의 정밀도를 높이고, 방사선 종양학의 품질을 보장하여 환자별 개인화된 치료를 지원합니다.

 

 

RTsafe는 3D Systems와 협력하여 방사선 요법을 최적화하는 데 도움이 되는 뇌 조직 모델을 생성합니다.

현대 방사선 종양학 회사인 RTsafe는 2014년 의학 물리학 교수 팀에 의해 설립되었습니다. 이 회사는 모든 방사선 요법 개입이 실제 환자 앞에서 개인화된 팬텀에서 테스트될 수 있는 세상을 만들기 위해 최선을 다하고 있습니다.

RTsafe는 3D Systems와의 파트너십을 통해 맞춤형 머리 및 뇌 조직 복제품인 PseudoPatient를 개발하여 병원과 방사선 치료 전문가에게 제공할 수 있었습니다. 이러한 혁신은 새로운 연구를 촉진하고 치료의 안전성과 효능을 개선하기 위한 목적으로 더 나은 교육을 지원했습니다.®

도전 과제

개인화 요구 사항을 충족할 수 없는 기존 제조

RTsafe는 사명을 실현하는 데, 특히 방사선 종양학의 품질 보증을 위한 현실적인 환자별 모델을 만드는 데 있어 상당한 도전에 직면해 있었습니다. 획일적인 접근 방식을 가진 전통적인 방법은 현대 방사선 치료에 필요한 정밀도와 적응력이 부족했습니다.

  

RT 안전 모델/ RT 세이프 헤드 모델

"두개골 SRS 치료의 15% 이상은 가능한 한 안전하고 효과적이지 않습니다. 안전성과 효율성을 높일 수 있는 여지가 상당히 많으며, 우리는 새로운 환자 맞춤형 솔루션이 우리를 그 길로 이끌 수 있다고 믿습니다."

- 에반겔로스 파파스(Evangelos Pappas), RTsafe 설립자

솔루션

혁신적인 기술과 소재의 활용

RTsafe는 3D Systems와 파트너십을 맺고 환자의 머리와 뇌 조직을 3D 프린팅으로 복제하여 이전 치료 방법으로 인해 생긴 틈을 해결하는 FDA 승인 솔루션인 PseudoPatient를 개발했습니다. 방사선 치료 전문가는 환자 뇌의 해부학적 모델에서 치료법을 테스트하여 중재를 평가하고 치료를 적용하기 전에 위험을 식별할 수 있습니다.

PseudoPatient는 병원 및 케어 센터의 현장 진료 솔루션으로 개척되고 있습니다. CT 스캔을 통해 방사선 치료 전문가는 환자의 고유한 머리와 뇌 구조를 매핑합니다. 그런 다음 뼈와 뇌 조직을 모방하기 위해 3D Systems의 VisiJet M2R-CL 및 Accura ClearVue 재료로 구성된 모델을 설계합니다. 모델은 ProJet MJP 2500 Plus 및 ProJet 7000 프린터를 사용하여 인쇄되어 PseudoPatient를 생성합니다. 이러한 정확한 해부학적 및 방사선학적 사본을 통해 의료진은 PseudoPatient를 실제 환자인 것처럼 '치료'할 수 있습니다.

"이러한 3D 프린팅 모델을 사용하기 전에 우리 팀은 기존 품질 보증 팬텀의 불일치와 한계로 어려움을 겪었습니다"라고 아테네 대학의 저명한 방사선 종양학자인 Anna Zygogianni 교수는 말했습니다. "PseudoPatient는 우리의 접근 방식을 변화시켜 보다 정확한 시뮬레이션을 수행하고, 치료 계획을 크게 개선하고, 안전하고 효율적인 방사선 치료를 보장하는 데 도움이 되었습니다."

생산 간소화

RTsafe는 3D Systems와의 협력을 통해 생산을 간소화하고 3D Systems의 기술 역량으로 임상 전문성을 강화했습니다. 이 파트너십을 통해 생산 처리 시간이 단축되어 전 세계 의료 기관에서 PseudoPatient에 쉽게 액세스할 수 있게 되었습니다.

"이 3D Systems 프린팅 솔루션을 통해 우리는 그 어느 때보다 빠르게 PseudoPatient를 생산할 수 있었습니다. 우리는 이것이 모든 의료 시설에서 암 치료 수준을 높일 수 있는 중추적인 혁신이라고 믿습니다."

- 에반겔로스 파파스

새로운 응용 프로그램 개척

PseudoPatient는 개인화된 치료 계획을 테스트하는 데 유용할 뿐만 아니라 방사선 치료 전문가와 학생을 위한 매우 현실적인 교육 도구이자 새로운 치료 프로토콜을 개발 및 테스트하기 위한 모델로서 엄청난 잠재력을 보여주었습니다. 후자의 사용 사례는 의사가 실제 환자에게 사용하기 시작하기 전에 선구적인 기술을 철저히 검증하도록 합니다.

"'모두가 승리하는' 시나리오입니다. "환자는 사전에 심사할 수 있는 치료 계획을 받습니다. 따라서 그들은 더 나은 결과, 더 적은 부작용, 더 높은 삶의 질을 볼 수 있습니다. 임상의의 경우 자신감과 통제력이 향상되어 일반적으로 위험이 줄어들고 진료에 대한 평판이 좋아집니다. 클리닉은 진정으로 독특한 환자 경험을 광고할 수 있습니다."

RTsafe와 3D Systems는 신경외과 및 정형외과와 같은 다른 의료 분야에 PseudoPatient와 같은 환자 맞춤형 모델을 사용하는 등 미래를 내다보며 혁신을 위한 새로운 가능성을 계속 모색하고 있습니다.

RTsafe와 3D Systems의 협력은 적층 제조가 암 치료를 발전시킬 수 있는 놀라운 잠재력을 가지고 있음을 보여줍니다. RTsafe와 같은 의료 회사는 전문 지식과 경험을 통합함으로써 AM 기술을 활용하여 PseudoPatient와 같은 혁신적이고 생명을 구하는 치료법을 개발하고 모든 환자에게 더 나은 품질의 치료를 제공할 수 있습니다.

결과

더 나은 치료 결과를 위한 맞춤형 팬텀

향상된 개인화

혁신적인 AM 재료 및 프린터 사용

PseudoPatient는 전례 없는 수준의 환자별 개인화를 가능하게 하여 매우 복잡한 두개골 시술에 대한 정밀도와 신뢰성을 향상시키는 데 도움이 됩니다.

PseudoPatient는 현재 15-18%에 달하는 전 세계 뇌 방사선 수술에 대한 공식 감사의 실패율을 줄이기 위해 치료 체인 전반에 걸쳐 불확실성을 최소화합니다.

사용기술

Projet 7000

종류 플라스틱

제작크기 380 x 380 x 250 mm

정밀도 25.4mm 기준 +0.025~0.05mm

적층두께 0.05 - 0.1 mm

재료 PP/초강력 플라스틱/유사 ABS/유리 합성 나일론/투명 플라스틱/레진/투명 레진/투명 내열성 레진/주조 가능 레진

서포트 재료 없음

용도 생산, 원형제작

장비크기 186 x 98 x 207 cm

- 빠르고 쉬운 소재 전환

- 단일 소스 솔루션(3D 프린터, 소재 및 소프트웨어용)

- 사용 편의성, 직관적인 워크플로

- 사출 성형의 정확도를 충족하며 CNC와 비견되는 수준

- 낭비되는 소재 절감

MJP 2500/2500 Plus

제작크기 294 x 211 x 144 mm

정밀도 25.4mm 기준 +0.025~0.05mm

적층두께 0.032 mm

재료 유사 고무/PP/고내열성 나일론/유사 ABS/의료용 플라스틱/경질 플라스틱/주조 가능 플라스틱/반투명 플라스틱

서포트 재료 있음

용도 생산, 원형제작

장비크기 140 x 93 x 132 cm

- 파일에서 부품 완성까지 높은 처리량을 통해 더욱 빨리 부품 생산

- 신뢰할 수 있는 높은 충실도의 부품

- 날카로운 에지와 정교한 피처 정의

- 효과적인 서포트 제거를 통해 자유롭게 기하형상 제작 가능

- 다양한 응용 분야를 위한 고성능 다중소재 복합 기능 사용

Exactech & 3D Systems 함께 수술, 3D SYSTEMS의 SLS 380 3D프린터 발목 치환술의 혁신을 일으키다.

 

수술실 경제성과 발목 치환술에서의 환자 결과 변화를 이끄는 방법 

"Exactech은 환자 맞춤형 기구와 수술 계획으로 경쟁 우위를 확보하다"

Exactech은 환자들이 이동성을 회복할 수 있도록 혁신적인 임플란트, 수술 기구 및 Active Intelligence®(AI) 스마트 기술 생태계를 통해 정형외과 의사들을 지원하는 글로벌 의료 기술 회사입니다. 이 회사는 성공적으로 Vantage® 토탈 발목 시스템을 출시했으나, 의사들에게 더 많은 지원을 제공할 기회를 모색하고 있었습니다. 한 가지 가능성은 의사들이 Exactech의 임플란트와 함께 환자 맞춤형 수술 가이드를 사용해 절차를 개인화할 수 있게 하는 것이었습니다.

적층 제조(AM)는 두개악안면 절차를 개인화할 수 있음을 보여주었고, Exactech은 이를 발목 치환술로 전환할 수 있다고 생각했습니다. Exactech은 3D Systems를 선택하여 수술 계획과 환자 맞춤형 수술 가이드를 포함하는 새로운 환자 맞춤형 기구(PSI) 솔루션을 개발했습니다. Exactech은 PSI 제공을 발목 치환술 절차용 임플란트와 결합함으로써 발목 및 발 시장에서 리더로서의 역할을 다시 한 번 확인했습니다.

"이는 환자와 의사들의 삶에 큰 변화를 가져올 기회였습니다. 우리는 재현성과 정확성을 새로운 수준으로 끌어올리고, 동시에 수술실에서 시간을 측정 가능하게 줄일 수 있는 PSI 솔루션을 개발하고자 했습니다. 3D Systems는 우리에게 맞는 파트너였습니다." - Devan Carter, Foot & Ankle 부문 마케팅 디렉터, Exactech

도전 과제

어떻게 하면 의사와 환자에게 더 나은 결과를 제공할 수 있을까?  

발목 치환술은 점차 예측 가능하고 효과적인 절차가 되었지만, 의사와 환자는 여전히 침강, 임플란트 느슨함, 뼈 낭종, 충돌 등의 여러 위험에 직면해 있으며, 이는 통증 및 재수술로 이어질 수 있습니다. 이러한 위험을 해결하고 수술실에서의 효율성을 높이는 것이 Exactech과 3D Systems 간의 공동 개발 노력의 주요 목표가 되었습니다."우리는 '어떻게 하면 의사와 환자들에게 더 나은 결과를 제공할 수 있을까?'라는 질문을 시작점으로 삼아 혁신을 시작했습니다,"라고 Carter는 말했습니다.

 

 

해결책

환자 맞춤형 기구와 수술 전 계획  

Exactech과 3D Systems는 Vantage® Ankle PSI를 공동 개발했습니다. 이 솔루션은 수술 전 계획과 함께 경골과 거골 절단을 안내하는 환자 맞춤형 3D 프린팅 기구 세트를 포함합니다. 직관적인 계획 포털을 통해 의사들은 3D Systems의 엔지니어 팀의 도움을 받아 각 환자의 해부학적 구조에 맞춰 가이드를 맞춤화할 수 있으며, 3D Systems는 FDA 승인을 받은 VSP® 수술 계획 워크플로우를 활용하여 이를 제조합니다. 그런 다음 3D Systems는 PSIs와 수술 계획을 의사에게 전달합니다.

의사들은 Vantage® Ankle, Vantage® 3D, Vantage® 3D+ 환자 맞춤형 가이드를 포함한 완전한 발목 솔루션을 매우 긍정적으로 받아들이고 있습니다. 의사들은 수술 전에 매우 상세한 계획을 수립할 수 있으며, 개인화된 가이드와 함께 제공되는 3D 해부학적 모델을 통해 계획을 수술실에서 그대로 실행할 수 있습니다.

Carter에 따르면, 이 솔루션에 대한 반응은 압도적으로 긍정적입니다. "우리가 지원하는 케이스의 약 50%가 PSI를 포함하고 있으며, 그 숫자는 계속 증가하고 있습니다. 한 번 이 솔루션을 사용한 의사들은 PSI가 어떻게 의사를 돕고 수술실에서 시간을 절약하는지 알게 되면 다시는 돌아가지 않으려 합니다."

 

 

수술실 효율성 향상과 환자 회복 개선

Vantage Ankle PSI는 맞춤형 3D 프린팅 기구 세트를 사용해 해부학적 구조를 준비하는 단계 수를 줄여 수술실의 효율성을 높일 수 있습니다. 

표준 기구를 사용할 경우 의사들은 외부 지그로 절단 정렬을 수동으로 조정해야 하며, 그 과정에서 많은 엑스레이가 필요합니다. Vantage Ankle PSI를 사용하면 의사는 가이드를 올바른 위치에 배치하고 랜드마크를 찾은 후 원래의 이미지를 확인한 후 수술을 진행합니다.  

이 기기의 주요 특징 중 하나는 넓은 접촉면으로, 가이드가 해부학적 구조에 정확하게 고정될 수 있도록 돕는 것입니다. 또한, 정렬 가시성을 개선하고 수술 중 관개를 돕는 물결 모양의 절단 슬롯도 중요한 혁신입니다. 연조직 오프셋도 골막(뼈의 외부 섬유층)을 보존하는 데 도움을 주어 뼈 치유와 회복을 돕습니다.

시장 반응 : 발목 치환술의 50% 이상에 채택

Vantage Ankle PSI의 시장 채택률은 높으며, 현재 Exactech의 발목 케이스 중 약 절반이 이 솔루션을 포함하고 있습니다. 강력한 채택의 주요 이유는 의사들이 절차 중 불확실성을 줄일 뿐만 아니라 절차가 간소화되어 수술실에서 상당한 시간을 절약할 수 있기 때문입니다.

특히 발과 발목 전문의는 특히 미국에서 가장 진보적인 의사 중 하나로 평가받고 있습니다. 이러한 초기 채택자들이 Vantage Ankle PSI에 주목한 이유 중 하나는 보고서를 자신의 선호에 맞출 수 있다는 점입니다. Exactech의 인터랙티브 계획 포털을 통해 수술 전 며칠 동안 크기와 절단을 실험할 수 있어, 수술실에 들어가기 전 수술 계획에 대해 확신을 가질 수 있습니다. 이와 같은 자가 가이드 도구가 있음에도 불구하고, 대부분의 의사들은 계획 과정에서 3D Systems 엔지니어와 상담하는 기능을 활용합니다.

결과

발목 치환술을 변혁시키는 3D 혁신  

- 간소화된 절차 프로세스로 수술실 시간 단축 가능성

- 수술 전 매우 상세한 계획 수립 가능

- 관절 주변 조직 보존 개선

- 발목 및 발 전문가들에 의한 빠른 채택

 

(주)한국기술은 미국 3D Systems의 국내 최초, 최대 파트너사로 다양한 장비를 공급하는 기업입니다. 금속, 플라스틱, 왁스 등 폭 넓은 소재 범위와 업계 최고 수준의 노하우를 바탕으로 각 산업에 맞는 최적의 솔루션을 제안합니다. 활용 가능성이 무궁무진한 3D 프린팅 기술을 공정에 도입하고 싶으신 분들은 언제든 편하게 문의해 주세요!