수술용 동력 공구

외과 의사들은 수술실에서 수술을 진행할 때, 배터리 구동식의 공구들을 사용합니다. 이러한 공구들은 정확하고도 신뢰할 수 있어야 하며 수천 번의 멸균 사이클을 견뎌낼 수 있어야 합니다. 마이크로모터에도 까다로운 조건들이 요구됩니다.

사고, 골절, 응급 수술 등 수술실에서 의사들은 환자를 최대한 잘 치료할 수 있록 집중하여 신속하게 일합니다. 플레이트와 나사를 사용하여 골절 부위를 고정시켜야 합니다. 집도의가 뼈 천공기를 들고 수술에 착수합니다.

이러한 장면은 전 세계 모든 병원에서 매일 볼 수 있습니다. 전기 구동식 기기의 사용으로 인해 집도의의 시술 작업이 한편 수월해졌습니다. 이러한 동력 공구들은 예전 같으면 사지를 절단을 해야 했을 심각한 부상을 치료하는 데 사용됩니다. 동력 공구 분야에서의 기술적인 발전으로 수술 시 절개를 최소화할 수 있었습니다. 결과적으로 조직 손상이 최소화되었고, 회복 시간이 짧아졌습니다.

조직 제거를 위한 높은 속도

수술용 공구는 외견상 수공업자의 장비를 연상시키지만 정밀성, 열 방출성 및 진동 면에 관해서는 훨씬 까다로운 조건들을 충족시켜야 합니다. 신뢰성 또한 중요한 포인트입니다. 이와 같은 사항들은 동력 공구를 작동시키는 직류 모터에도 해당됩니다. 특히 브러시리스 DC 드라이브는 긴 수명과 높은 속도를 갖추고 있기에 여기에 아주 적합합니다.

이러한 특징들은 무엇보다도 외과 의사가 무릎이나 어깨 관절을 수술할 때 주로 조직이나 연골을 깔끔하게 제거하기 위해 사용하는 쉐이버(Shaver)(그림 참조)에 있어 매우 중요합니다. 이를 위해 수술용 기구에는 하나의 긴 스테인리스 관이 설치되어 있는데, 이 끝에는 회전하는 칼이 장착되어 있는 개구부가 있습니다. 드라이브로는 예를 들면 맥슨의 브러시리스 EC 13가 GP 13 플래너터리 기어와 결합되어 사용되었습니다. 이 모터는 90,000rpm의 회전 속도를 갖추고 있으며 밀폐형이고 내부식성이 강합니다. 쉐이버는 염분과 직접 접촉하기 때문에, 이는 매우 중요한 요소입니다. 또한 외과 의사의 작업을 더욱 쉽게 하기 위해서 모터는 열과 진동을 최소화해야 합니다.

잦은 멸균 작업이 요구되는 DC 모터
“수술용 공구에 사용되는 모터에 대한 작동 조건은 열악하다.” 맥슨 모터의 선임 프로젝트 리더인 안토니 마이어(Anthony Mayr)는 이렇게 말합니다. 드라이브는 매우 강한 진동을 견뎌야 합니다. 거기에 더해 과부하 상태에서의(토크 또는 속도) 높은 온도, 강력한 살균 과정과 세척 조건으로 인한 습도 및 알칼리성 용액과의 접촉 등 또한 문제입니다. “다행히도 맥슨의 DC 모터와 드라이브는 이 모든 조건을 완벽하게 충족하며 작동한다.”
고 안토니 마이어는 말합니다.

“수술용 공구에 사용되는 모터에 대한 작동 조건은 열악하다.”
안토니 마이어, 맥슨 모터의 선임 프로젝트 리더

수술실에서 사용되는 DC 드라이브에 있어 가장 큰 문제점은 바로 계속되는 멸균 과정입니다. 수술 도중 환자와 접촉하며 사용되는 모든 기구는 사용 전 대부분의 경우 증기를 통한 멸균 과정을 거쳐야 합니다. 이 과정에서 기기는 오토클레이브에서 20분 동안 공기압 2.3bar, 습도 100퍼센트에서 134도 온도로 가열됩니다. 안토니 마이어에 의하면 최근의 테스트들은 2000회를 넘는 증기 사이클을 견뎌낼 수 있는 모터의 생산은 주의 깊은 재료 선정과 중요한 성분들의 보호, 예를 들면 차단되어 봉인된 로터를 통해 가능해질 수 있다는 것을 보여줍니다. 동시에 드라이브는 점점 더 작아지고 가벼워지며 성능은 더욱 좋아질 것이며, 수술 작업이 더욱 정교하고도 효과적으로 이루어지는 데 큰 기여를 할 것입니다. 이를 통해 환자들은 빠른 시일 내에 다시 일어설 수 있을 것입니다.

 © maxon motor ag

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