적층 제조 기술이 후두경에 가져온 혁신 - 현대 의학을 위한 더 큰 유연성

2026년 3월 8일 | 읽는 데 걸리는 시간: 3분

후두경은 임상 및 전임상 삽관 시 가장 중요한 기구 중 하나입니다. 후두경은 손잡이와 블레이드로 구성되며, 블레이드는 직선형(밀러) 또는 곡선형(매킨토시)이 있을 수 있고, 현재는 주로 금속이나 폴리머로 제작됩니다. 일상적인 임상 현장에서는 후두경을 소독하여 재사용하지만, 응급의료 서비스에서는 일회용 제품을 주로 사용합니다. 일반적인 임상 환경에서는 대부분의 환자에게 적용될 수 있도록 설계된 제한된 범위의 표준화된 블레이드 크기로 이 기구들이 주로 제공된다.

적층 제조(AM)를 통한 현대 의학의 유연성

바로 이 지점에서 적층 제조의 결정적인 장점이 드러납니다. 많은 경우 표준 규격으로도 충분하지만, 소아용이나 환자 맞춤형 형상의 경우 기존 공급망 내에서 생산하기가 어렵고 비용도 많이 듭니다. 반면 적층 제조를 활용하면 소량 생산도 경제적으로 실현할 수 있으며, 여기에는 어린이의 해부학적 요구 사항에 정확히 맞춘 극히 작은 날개 형상도 포함됩니다.

프로세스 체인 대신 기능적 통합

사내 혁신 프로젝트의 일환으로, EOS 전문가 팀은 적층 제조 기술을 활용해 후두경을 근본적으로 재구상할 수 있는 방안을 모색했습니다. 초기 개발 단계에서부터 적층 제조(AM) 기술이 개발 주기를 단축할 뿐만 아니라, 복잡한 공정 흐름이나 추가적인 조립 및 가공 단계 없이도 새로운 기능이나 인체공학적 요소를 부품에 직접 통합할 수 있음을 확인했습니다.

이에 대한 한 가지 예로 광학용 통합 채널을 들 수 있습니다. 기존 제조 방식에서는 광학 광원이 금속이나 플라스틱 블레이드 내에 완전히 밀폐되어 있기 때문에, 이러한 요소를 제작하려면 여러 번의 밀링 또는 용접 공정이 필요합니다. 그러나 적층 제조(AM)를 활용하면 추가적인 생산 단계가 필요하지 않습니다. 광학 채널을 설계에 통합함으로써 부품 자체와 함께 제작할 수 있습니다. 그 결과, 더 적은 양의 소재로 부품을 설계할 수 있어 소재 비용을 절감하는 동시에 설계 과정을 간소화할 수 있습니다.

기능적 통합의 또 다른 대표적인 예는 잠금 장치입니다. 기존 방식에서는 날과 손잡이를 단단히 연결하기 위해 여러 개의 개별 부품과 조립 단계가 필요했습니다. 그러나 적층 제조 기술을 활용하면 잠금 장치의 핵심 요소를 날의 형상 자체에 직접 통합할 수 있습니다. 이를 통해 제조 공정이 단순화되고 별도의 조립 단계가 생략되며, 전반적으로 더 간결하고 견고한 설계가 가능해집니다.

적합한 소재: EOS Titanium

후두경의 AM 시제품을 제작하기 위해 연구팀은 의료 공학 분야에서 가장 널리 사용되는 티타늄 합금 중 하나인 EOS Titanium 사용합니다. 이 소재는 뛰어난 기계적 특성, 높은 내식성, 낮은 비중, 그리고 생체 적합성을 특징으로 합니다.

이러한 조합 덕분에 Ti64는 가볍고 견고하며 환자와 접촉해도 안전한 기능성 의료 기기에 이상적입니다. 이는 대개 더 무거운 기존 금속 소재에 비해 갖는 주요 장점입니다.

아이디어에서 완제품까지: 적층 제조(AM) 개발 과정

초기 개발 단계에서는 EOS M 290 장비를 활용한 DMLS 공정을 통해 Ti64 소재로 직접 초기 시제품을 제작했습니다. 제작 효율을 최적화함으로써 한 번의 제작 작업당 최대 93개의 후두경 블레이드를 생산할 수 있었으며, 이는 적층 제조(AM)가 중간 규모의 생산량을 요구하는 기능성 금속 부품 분야에서도 매력적인 기술임을 분명히 보여줍니다.

본 연구에서는 AM(적층 제조)에 최적화된 버전과 업계 표준 설계에서 기능적으로 파생된 모델을 모두 제작했습니다. 두 버전 모두 치수 및 성능에 관한 ISO 7376을 비롯한 규제 환경의 주요 요구 사항과 기타 관련 표준을 충족하도록 설계되었습니다. 이러한 배경 하에, 본 프로젝트는 반복 가능한 공정, 검증된 소재, 그리고 규제 요건에 부합하는 제조 개념을 제공함으로써, 수술 기구부터 임플란트에 이르기까지 의료 기기의 인증 과정을 거치는 고객을 지원하는 EOS의 포괄적인 역할을 반영하고 있습니다.

설계 반복 과정을 거치며, 팀은 적층 제조된 베이스 구조물 내부의 멸균 및 잔류 응력과 관련된 주요 과제를 파악했습니다. 이러한 문제의 구체적인 기술적 세부 사항은 내부 개발 작업의 일환이었지만, 프로세스 초기에 이를 해결한 것은 설계를 효율적이고 안전하게 개선하는 데 적층 제조가 얼마나 필수적인지 보여줬습니다. 이러한 반복적인 접근 방식을 통해 팀은 다양한 형상을 평가하고, 제작 과정 및 제작 후 선택된 소재의 거동 특성을 파악하며, 특히 정밀성, 안전성, 견고성이 핵심인 응용 분야에서 신뢰할 수 있는 양산으로 나아가기 위해 필수적인 통찰력을 반영할 수 있었습니다.

“이와 같은 프로젝트는 많은 의료 분야 고객들이 추구하는 바, 즉 더 빠른 개발 주기, 더 큰 설계 자유도, 그리고 실제 임상적 요구를 충족하는 솔루션을 잘 보여줍니다. EOS는 새로운 애플리케이션의 개발을 가속화할 뿐만 아니라 제품 검증도 지원함으로써 검증 과정을 단축하는 데 필요한 전문성을 제공합니다.”
Anna Sailor, 의료 전문가, Additive Minds Consultant Metal

적층 제조는 의료 분야에서 폭넓은 응용 가능성을 열어줍니다

환자별 및 용도별 형상
개발 주기 단축
소량 생산의 경제적 타당성
추가 공정 단계 없이 기능 통합
유연한 공급망을 위한 분산형 생산

이 혁신 사례는 의료 분야의 혁신이 우연히 일어나는 것이 아니라, 기술과 전문 지식이 만나야 비로소 탄생한다는 점을 분명히 보여줍니다. 바로 이 지점에서 후두경 프로젝트가 그 역할을 합니다. 이 프로젝트는 적층 제조(AM) 기술이 어떻게 현대 의료 기기를 더 가볍고, 기능적이며, 다용도로 만들 수 있는지 보여주는 대표적인 사례입니다.

_{AM Global과 EOS의 공동 혁신 프로젝트.}