임플란트 의료기기 혁신을 앞당기는 누실(NuSil)

실리콘 브랜드 누실(Nusil)의 40주년을 기념하며 

임플란트 의료기기 분야를 이끌고 있는 혁신들을 소개 합니다.

 

저자: Julie Cameron - Nusil 사업개발 및 마케팅 부사장

 

Avantor의 Nusil 브랜드는 창립 40주년을 맞이하여 그 동안 이룩한 성과들을 공유하고 앞으로의 40년 간의 전망을 공유하고자 합니다. Nusil은 의료용 임플란트 및 항공/우주산업의 고도로 까다로운 두 가지 산업으로부터 탄생했으며 순도가 높고 특수한 분야에 적용 가능한 특화된 실리콘을 보급해왔습니다.

 

임플란트 의료기기 분야에서의 주요 혁신들은 아래와 같이 다섯 가지로 정리할 수 있습니다. 

 

1. 모든 연구 규모에서의 혁신 견인

 

의학적 난관을 해결하려는 벤쳐 연구실부터 다국적 제약사에 이르기까지 연구 규모에 상관없이 혁신은 계속되어야 합니다. 대기업들은 시장과 환자들의 요구를 충족시키고 경쟁사와 차별화할 수 있는 혁신을 추구하고 있으며 동시에 소규모 회사들은 민첩한 의사결정과 행동으로 획기적인 혁신을 가속화시키고 있습니다.

 

심장 박동 조율기(Cardiac pacing field)가 좋은 예가 될 수 있습니다. 심장박동기는 기능이 추가되면서 수 십년에 걸쳐 점점 더 작아졌고 전기 자극은 심장 요법을 넘어 신경 조절 애플리케이션으로 확장되었습니다. 이는 대규모 다국적 기업의 엔지니어링 개선과 혁신적인 스타트업 연구소들을 통해 이루어졌으며 이들의 일부는 성과를 인정받아 다국적 기업에 의해 인수되었습니다. NuSil은 이들의 혁신적인 연구를 돕는 실리콘 솔루션을 제공함으로써 도움이 되어왔습니다.

 

2. 재료를 평가할 때 물리적 특성 뿐 아니라 화학적 특성 및 전자 호환성도 고려한 제품 개발

 

과거에는 물질의 물리적 특성이 재료 선정 시 주요 항목으로 고려되었습니다. 예를 들어 듀로미터(또는 경도)는 실리콘이 제공하는 완충율 또는 지지율을 확인하기 위해 사용되었고 제품의 접착력은 물체를 효과적으로 붙이거나 봉인을 향상시키기 위해 특정 수준이 요구되었습니다. 실리콘의 응용분야가 확장됨에 따라 효율적인 생산을 위한 더욱 다양한 요소들을 고려하게 되었고 특히 임플란트 장비가 복잡해짐에 따라 실리콘 재료는 기존 물리적 특성 뿐 아니라 전기 절연, 유연성 및 약물 용출 등의 특성을 감안한 개발이 필요하게 되었습니다.

 

이러한 다양한 요구사항에 맞춰 NuSIl은 실리콘 제품들을 공급하였고 임플란트 의료기기의 진화에 함께 발전해왔습니다.

 

3. 점점 일반화되고 있는 로봇공학

 

의료기기가 점점 소형화되고 더 많은 시술 절차가 로봇공학이 적용된 체내 투입 방법이 늘어남에 따라 더욱 엄격한 내구도가 요구되어지고 있습니다. 더불어 재료의 윤활도 역시 중요시되고 있습니다. 장치를 삽입하는 캐뉼라(Cannula)의 내부를 통해 이동하는 임플란트 기기는 원격으로 연결되므로 의료인에 의해 모든 움직임이 원활하게 이루어질 수 있는 충분한 윤활도가 충족되어야 합니다.

 

4. 체내에서 복구되고 경화될 수 있는 더욱 새로운 진화를 요구받고 있는 실리콘

 

절개를 하지않고 수술하는 것은 더욱 주류가 되어가고 있으며 지속적인 진화가 이뤄지고 있습니다.

전통적으로 체내에 장기간 삽입되는 의료용 임플란트는 삽입 프로세스부터 이미 형태를 갖춘 장치였습니다. NuSil은 특허를 받은 패키징 기술을 사용하여 재료가 경화되지 않은 상태에서 멸균할 수 있고 훨씬 덜 침습적인 수단을 통해 신체에 장치를 장착할 수있는 실리콘 솔루션을 개발했습니다. 결과적으로 의료기기를 주입하기 위한 충분한 크기의 교축 통로(orifice)를 만들 필요없이 장치를 정착할 수 있도록 원하는 부위의 신체에서 경화되는 실리콘을 공급할 수 있게 되었습니다.

 

이에 따라 환자의 체내 요건에 따라 맞춤화 치료 제공이 가능하게 되었습니다. 또한 우리의 실리콘 솔루션은 장치의 프로세스와 성능 니즈에 부합하는 맞춤형 개발이 가능합니다. 우리는 이것이 심혈관계, 신경계, 비뇨기계, 안과 및 심미적 임플란트 응용을 위한 중요한 시발점이 될 것으로 기대합니다.

 

5. 액체 첨가제를 포함한 적층 가공의 응용분야가 확장되고 있습니다. 이는 특정 환자를 위한 맞춤형 장치 제공 목적 뿐만 아니라 툴링(tooling)의 필요성을 제거하기 위한 것입니다.

 

3D 프린팅과 적층 제조는 이미 상업적으로 활성화되고 있고 의료기기에도 수용 가능한 흥미로운 새로운 분야라고 평가 합니다. 금속, 열가소성 수지 및 다양한 유형의 물질을 사용한 3D 인쇄는 수십 년 동안 이루어졌으며 이제는 실리콘으로도 3D 인쇄가 가능합니다.

 

이 분야의 가장 큰 잇점은 사용자 맞춤형 기기 제조가 가능하다는 것입니다. 우리는 맞춤형 의약품 및 맞춤형 장치에 대해 지금까지 논의해왔습니다. 그리고 앞으로의 40 년 간 그것들이 실현되리라 믿습니다. 이러한 맞춤형 의료기기의 요구에 부합하기 위해서는 고유한 가공 및 재료 특성을 충족시켜야 하며 규제 가이드라인에 맞춰 재료들이 개발되어야 합니다.

 

3D 인쇄는 완전히 새로운 장치 설계를 가능하게 합니다. 이제 과거의 제조 방법으로는 불가능했지만 NuSil 실리콘의 장점과 역사적 경험을 기반으로 복잡한 맞춤형 부품들을 생산할 수 있을 것입니다. 우리의 아이디어를 인쇄할 수 있게되고 시장의 니즈에 부합하는 속도로 제작이 가능하게 되는 것은 3D 인쇄의 핵심 가치입니다. 이런 기회를 화학 및 생명과학 분야에서 구현하는 것이 우리의 다음 40년 간의 과제입니다.

 

아반토는 제약회사와 바이오의약품 제조사들의 복잡한 문제를 해결하고 생산성과 효율성을 향상시켜 과학의 혁신을 가속화합니다.