WO2015023077A1 - Apparatus and method for manufacturing biodegradable stent - Google Patents

Abstract

An apparatus for manufacturing a biodegradable stent, according to the present invention, comprises: a 3D printer provided with a precision multi-axis discharging device, which moves in x, y, and z axes so as to spray a biodegradable material, and an integrated control device, which controls the operation of the precision multi-axis discharging device; and a rotating shaft on which the material, which has been molten and discharged by means of the 3D printer, is discharged. Therefore, a biodegradable stent can be manufactured by means of a 3D printer and a rotating shaft, using 3D printing technology.

Description

생분해성 스텐트 제조장치 및 그 제조방법Biodegradable stent manufacturing device and its manufacturing method

본 발명은 생분해성 스텐트 제조장치 및 그 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 기계적 강도를 가지는 생분해성 스텐트를 제조하는 생분해성 스텐트 제조장치 및 그 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a biodegradable stent manufacturing apparatus and a manufacturing method thereof, and more particularly to a biodegradable stent manufacturing apparatus for producing a biodegradable stent having a mechanical strength and a method for manufacturing the same.

혈관 확장용 스텐트(stent)는 혈관의 협착이 발생하였을 때, 폐색부위를 외부에서 물리적인 힘을 가하여 확장 시키고, 확장 된 혈관이 다시 협착되지 않도록 공간을 유지시켜주는 인공지지체로서 사용된다.Vasodilation stent is used as an artificial support to expand the occlusion area by applying physical force from the outside when vascular narrowing occurs, and to maintain space so that the expanded vessel is not narrowed again.

현재 스텐트의 적용 분야는 심장혈관, 대퇴혈관, 담도 등 다양한 분야로 확장 중이고, 이러한 스텐트를 이용하게 되면 환자에게 부담을 주는 개방형 수술을 대체할 수 있어 큰 장점으로 부각되고 있다.Currently, the field of application of stents is expanding to various fields such as cardiovascular, femoral blood vessels, biliary tract, and the use of such stents can replace open surgery that burdens patients, which is a great advantage.

이러한 스텐트는 혈관의 협착이 발생되거나, 부분적으로 폐색되거나, 약화되거나 또는 비정상적으로 확장된 부분을 강화하는 협관 내 영구 스텐트, 또는 손상된 혈관에 치료를 제공하는 임시 스텐트로 이식된다. 스텐트는 요도관과 담관에도 적용될 수 있지만, 전형적으로 손상된 혈관의 재협착을 예방하기 위하여 혈관의 풍선 혈관성형술(angioplasty) 이후에 사용된다.Such stents are implanted with permanent stents in the buccal duct that strengthen, partially occlude, weaken, or abnormally expanded portions of the vessels, or with temporary stents that provide treatment to damaged vessels. Stents can also be applied to the urethra and bile ducts, but are typically used after balloon angioplasty to prevent restenosis of damaged vessels.

이러한 스텐트는 생체적합성 물질 중 하나인 금속 재료들이 주로 사용된다.This stent is mainly used metal materials, which is one of the biocompatible materials.

그러나, 종래의 금속성 스텐트의 경우, 혈관 협착을 막을 수 있는 충분한 기계적 강도를 지니는 장점과 동시에 주변 혈관조직에 비해 너무 단단한 기계적 강도로 인해 서로 융합이 제대로 일어나지 않는 등의 문제점이 있었다.However, in the case of the conventional metallic stent, there is a problem that the fusion does not occur properly due to the mechanical strength too hard compared to the surrounding vascular tissue at the same time having the advantage of having sufficient mechanical strength to prevent vascular narrowing.

또한, 비흡수성의 특징으로 인해 환자는 평생 체내에 외부 물질을 지닌채 살아야 하는 부담이 있다.In addition, due to the non-absorbent nature, the patient is burdened to live with foreign substances in the body for life.

더욱이, 종래의 금속 스텐트를 이식할 때 혈관 내피의 손상으로 신생내막 과형성(neointimal hyperplasia)이 일어나게 된다. 이로 인해 혈관은 몇 개월 내에 재협착(restenosis) 등의 문제가 지속적으로 발생하는 것으로 보고되고 있다.Moreover, neointimal hyperplasia occurs due to vascular endothelial damage when implanting a conventional metal stent. As a result, blood vessels have been reported to continuously develop problems such as restenosis within a few months.

이와 같은 문제점을 해결하기 위해 한국공개특허 제2009-0092775호에 개시된 생분해성 스텐트들이 개발되고 있다.In order to solve this problem, biodegradable stents disclosed in Korean Patent Publication No. 2009-0092775 have been developed.

그러나, 종래의 생분해성 스텐트도 금속성 스텐트를 제조하는 것과 같이 레이져 컷팅 방식을 통해 제작을 시도하였으나, 열가소성 폴리머의 특성상 그 제조 방식이 적합하지 않았다.However, the conventional biodegradable stents have also been attempted to be manufactured by laser cutting, as in the preparation of metallic stents, but the manufacturing method is not suitable due to the characteristics of the thermoplastic polymer.

또한, 국내의 유수의 업체들은 폴리머 섬유를 이용한 직조 방식을 적용하였으나, 섬유 직조 방식의 경우 충분한 기계적 강도를 제공하지 못하는 단점이 있었다.In addition, the leading domestic companies applied a weaving method using a polymer fiber, but the fiber weaving method has a disadvantage that does not provide sufficient mechanical strength.

더욱이, 레이저 컷팅 방식 및 섬유를 이용한 직조 방식은 제조에 오랜 시간이 소요되어 생산단가가 높아지는 문제점이 있다.Moreover, the laser cutting method and the weaving method using the fiber have a problem in that the production cost increases due to a long time in manufacturing.

또한, 레이저커팅 방식은 제작 과정에서 손실되는 재료가 많아지게 된다.In addition, the laser cutting method has a large amount of material lost in the manufacturing process.

따라서, 기계적 강도를 가짐과 동시에 간단한 제조방식으로 생분해성 스텐트를 제조할 수 있는 개선된 형태의 생분해성 스텐트 제조장치 및 그 제조방법의 개발이 요구되고 있는 실정이다.Therefore, there is a demand for development of an improved biodegradable stent manufacturing apparatus and a method of manufacturing the biodegradable stent having a mechanical strength and a simple manufacturing method.

본 발명은 전술한 종래의 제반 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 3차원 프린팅 기술을 이용하여 기존 제작 방식에 비해 간단하면서도 충분한 기계적 강도를 지니는 생분해성 스텐트를 제조하는 생분해성 스텐트 제조장치 및 그 제조방법을 제공하는데 있다.The present invention has been made to solve the above-mentioned conventional problems, an object of the present invention by using a three-dimensional printing technology to produce a biodegradable stent having a simple but sufficient mechanical strength compared to the conventional manufacturing method It is to provide a manufacturing apparatus and a method of manufacturing the same.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 생분해성 스텐트 제조장치는, 생분해성 재료를 분사하도록 x,y,z축으로 이동하는 정밀 다축 토출 장치 및 상기 정밀 다축 토출 장치의 작동을 제어하는 통합 제어장치로 구성된 3차원 프린터; 및 상기 3차원 프린터에서 용융하여 토출된 재료가 토출되는 회전봉;을 포함하는 것을 특징으로 한다.Biodegradable stent manufacturing apparatus of the present invention for achieving the above object, the integrated control for controlling the operation of the precision multi-axis ejection device and the precision multi-axis ejection device moving in the x, y, z axis to eject the biodegradable material A three-dimensional printer composed of a device; And a rotating rod for discharging the material melted and discharged in the 3D printer.

또한, 상기 3차원 프린터는 상기 회전봉의 길이방향을 따라 등 간격으로 분할된 구간을 각각 이동하며 용융된 생분해성 재료를 순차적으로 토출하는 것을 특징으로 한다.In addition, the three-dimensional printer is characterized in that the molten biodegradable material is sequentially discharged by moving the divided sections at equal intervals along the longitudinal direction of the rotating rod.

또한, 상기 3차원 프린터는 상기 회전봉이 1회전 이상 회전하는 동안 상기 회전봉의 분할된 구간 중 하나의 구간을 길이방향으로 반복 왕복하며 용융된 생분해성 재료를 상기 회전봉의 구간으로 토출하는 것을 특징으로 한다.In addition, the three-dimensional printer is characterized in that it repeatedly reciprocates in the longitudinal direction of one of the divided sections of the rotating rod while the rotating rod is rotated for one or more rotations and discharge the molten biodegradable material into the section of the rotating rod. .

또한, 상기 3차원 프린터는 상기 회전봉의 분할된 복수의 구간을 이동할때에도 생분해성 재료를 계속적으로 토출하거나 또는 생분해성 재료의 토출이 정지되는 것을 특징으로 한다.In addition, the three-dimensional printer is characterized in that the continuous discharge of the biodegradable material or stop the discharge of the biodegradable material even when moving the plurality of divided sections of the rotating rod.

또한, 상기 회전봉은 등속으로 회전하거나 또는 상기 회전봉의 회전속도는 가변되는 것을 특징으로 한다.In addition, the rotating rod is rotated at a constant speed or the rotational speed of the rotating rod is characterized in that it is variable.

또한, 상기 회전봉은 회전체 및 상기 회전체를 회전가능하게 지지하는 지지체로 구성되며, 상기 회전체는 지지체에서 분리되는 것을 특징으로 한다.The rotating rod may include a rotating body and a support rotatably supporting the rotating body, and the rotating body may be separated from the supporting body.

또한, 상기 정밀 다축 토출 장치는, 생분해성 재료를 상기 회전봉으로 토출하는 적층 헤드; 상기 적층 헤드가 결합되고, 상기 적층 헤드를 지지하면서 설정된 높이로 승하강시키는 z축 변위 이동부; 및 상기 z축 변위 이동부를 지지하도록 연결되면서 상기 z축 변위 이동부를 xy 평면 상에서 축방향 거동시키는 평면 변위 이동부;를 포함하며, 상기 적층 헤드가 상기 z축 변위 이동부와 상기 평면 변위 이동부의 작동에 따라 연동하는 것을 특징으로 한다.In addition, the precision multi-axial discharge device, the stacking head for discharging a biodegradable material to the rotating rod; A z-axis displacement moving unit coupled to the stacking head to move up and down to a predetermined height while supporting the stacking head; And a plane displacement mover connected to support the z-axis displacement mover to axially move the z-axis displacement mover on an xy plane, wherein the stacking head operates by the z-axis displacement mover and the planar displacement mover. It is characterized in that the interlock according to.

또한, 상기 적층 헤드는 상기 생분해성 재료가 담겨지는 시린지; 상기 시린지에 열을 전달하여 고체 상태의 상기 생분해성 재료를 액체 상태로 변환시키는 가열기; 상기 시린지에 연결되면서 액체 상태의 상기 생분해성 재료가 설정된 굵기로 분출되는 노즐; 및 상기 노즐로 상기 생분해성 재료가 상기 노즐로 분출되게 상기 시린지 내에 압력을 가하는 압력 전달기;를 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the stacking head may be a syringe containing the biodegradable material; A heater transferring heat to the syringe to convert the biodegradable material in a solid state into a liquid state; A nozzle connected to the syringe to eject the biodegradable material in a liquid state to a predetermined thickness; And a pressure transmitter for applying pressure in the syringe such that the biodegradable material is ejected into the nozzle by the nozzle.

본 발명의 생분해성 스텐트 제조방법은,Biodegradable stent manufacturing method of the present invention,

Ⅰ) 생분해성 재료를 용융하는 단계;I) melting the biodegradable material;

Ⅱ) 등속으로 회전하는 회전봉에 액체 상태의 생분해성 재료를 회전봉의 분할된 구간을 각각 이동하며 토출하는 단계;(II) discharging the biodegradable material in a liquid state to each of the divided sections of the rotating rod in a rotating rod rotating at a constant speed;

Ⅲ) 상기 회전봉에 토출된 생분해성 재료는 응고되어 생분해성 스텐트를 제조하는 단계; 및III) biodegradable material discharged to the rotating rod is solidified to produce a biodegradable stent; And

Ⅳ) 상기 회전봉에서 생분해성 스텐트를 분리하는 단계;를 포함하는것을 특징으로 한다.IV) separating the biodegradable stent from the rotary rod; characterized in that it comprises a.

또한, 상기 Ⅱ)단계는,In addition, the step II),

상기 회전봉이 1회전 이상 회전하는 동안 용융된 생분해성 재료는 상기 회전봉의 분할된 구간 중 하나의 구간을 길이방향으로 반복 왕복하며 토출되는 것을 특징으로 한다.The molten biodegradable material is rotated one or more rotations of the rotating rod during one or more rotations, characterized in that the discharge is repeatedly reciprocating in the longitudinal direction of one of the divided sections of the rotating rod.

또한, 상기 생분해성 재료는 polycaprolactone, poly glycolic acid, poly lactic acid, poly lactic-co-glycolic acid 중 1 종 또는 2 종 이상의 복수의 혼합물이 적용되는 것을 특징으로 한다.In addition, the biodegradable material is characterized in that one or a plurality of mixtures of polycaprolactone, poly glycolic acid, poly lactic acid, poly lactic-co-glycolic acid is applied.

또한, 상기 생분해성 재료에는 내열성 항암제가 더 포함되는 것을 특징으로 한다.In addition, the biodegradable material is characterized in that it further comprises a heat-resistant anticancer agent.

본 발명에 따른 생분해성 스텐트 제조장치 및 그 제조방법에 따르면, 3차원 프린터와 회전봉에 의해 생분해성 스텐트를 3D 프린팅 기술로 제작하는 효과가 있다.According to the biodegradable stent manufacturing apparatus and the manufacturing method according to the present invention, there is an effect of producing a biodegradable stent by the 3D printing technology by a three-dimensional printer and a rotating rod.

이에 따라, 종래의 레이저커팅 방식과 같이 제작 과정에서 손실되는 재료가 없고, 또한 제작 후 후처리 공정이 필요하지 않게 된다.As a result, there is no material lost in the manufacturing process as in the conventional laser cutting method, and no post-processing process is required after the manufacturing.

또한, 스텐트를 이루는 선의 두께, 넓이 등이 제작 과정에서 손쉽게 조절 가능하며, 이를 통한 기계적 강도 조절 또한 용이하게 된다.In addition, the thickness, width, etc. of the line forming the stent can be easily adjusted in the manufacturing process, thereby making it easy to adjust the mechanical strength.

또한, 기존의 스텐트에서는 코팅 방식을 통한 약물 탑재가 가능하였으나, 내열성 함암제를 사용할 경우 스텐트 자체에 일체형으로 약물을 탑재하여 생분해성 스텐트가 분해되는 과정 동안 지속적으로 약물을 방출할 수 있게 된다.In addition, in the existing stents, it is possible to mount the drug through a coating method, but when using a heat-resistant anticancer agent, it is possible to continuously release the drug during the process of decomposing the biodegradable stent by mounting the drug integrally on the stent itself.

도 1은 본 발명에 따른 생분해성 스텐트 제조장치의 각 구성요소들을 나타낸 개략도이다.1 is a schematic view showing each component of the biodegradable stent manufacturing apparatus according to the present invention.

도 2는 도 1의 회전봉을 도시한 사시도이다.Figure 2 is a perspective view of the rotating rod of Figure 1;

도 3은 도 1에 도시된 3차원 프린터를 도시한 사시도이다.3 is a perspective view of the three-dimensional printer shown in FIG.

도 4는 도 3에 도시된 적층 헤드를 이용하여 생분해성 재료를 분사하는 과정을 각 단계별로 각각 나타낸 개략도들이다.FIG. 4 is a schematic diagram illustrating each step of spraying a biodegradable material using the stacking head illustrated in FIG. 3.

도 5는 본 발명에 따른 생분해성 스텐트 제조장치로 제조된 생분해성 스텐트를 도시한 예시도이다.5 is an exemplary view showing a biodegradable stent manufactured by the biodegradable stent manufacturing apparatus according to the present invention.

도 6은 본 발명에 따른 생분해성 스텐트 제조방법을 도시한 순서도이다.Figure 6 is a flow chart illustrating a biodegradable stent manufacturing method according to the present invention.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명에 따른 생분해성 스텐트 제조장치의 각 구성요소들을 나타낸 개략도이며, 도 2는 도 1의 회전봉을 도시한 사시도이고, 도 3은 도 1에 도시된 3차원 프린터를 도시한 사시도이며, 도 4는 도 3에 도시된 적층 헤드를 이용하여 생분해성 재료를 분사하는 과정을 각 단계별로 각각 나타낸 개략도들이고, 도 5는 본 발명에 따른 생분해성 스텐트 제조장치로 제조된 생분해성 스텐트를 도시한 예시도이다.1 is a schematic view showing each component of the biodegradable stent manufacturing apparatus according to the present invention, Figure 2 is a perspective view showing the rotating rod of Figure 1, Figure 3 is a perspective view showing the three-dimensional printer shown in Figure 1 4 is a schematic diagram showing each step of spraying a biodegradable material using the lamination head shown in FIG. 3, and FIG. 5 shows a biodegradable stent manufactured by the biodegradable stent manufacturing apparatus according to the present invention. This is an example.

도 1 내지 도 5에 도시한 바와 같이 본 발명에 따른 생분해성 스텐트 제조장치(A)는, 생분해성 재료를 분사하도록 x,y,z축으로 이동하는 정밀 다축 토출 장치(100)와, 상기 정밀 다축 토출 장치(100)의 작동을 제어하는 통합 제어장치(30)로 구성된 3차원 프린터(P) 및 상기 3차원 프린터(P)에서 용융하여 토출된 재료가 토출되는 회전봉(200)으로 구성된다.As shown in FIGS. 1 to 5, the biodegradable stent manufacturing apparatus A according to the present invention includes a precisionmulti-axis ejection apparatus 100 moving in the x, y, and z axes so as to inject a biodegradable material, and the precision It consists of a three-dimensional printer (P) consisting of an integratedcontrol device 30 for controlling the operation of themulti-axis ejection device 100 and a rotating rod (200) for discharging the material discharged from the three-dimensional printer (P).

또한, 상기 3차원 프린터(P)는 상기 회전봉(200)의 길이방향을 따라 등 간격으로 분할된 제1 내지 제5 구간(d1,d2,d3,d4,d5)을 각각 순차적으로 이동하며 용융된 생분해성 재료를 순차적으로 토출하게 된다.In addition, the three-dimensional printer (P) is molten by sequentially moving the first to fifth sections (d1, d2, d3, d4, d5) divided at equal intervals along the longitudinal direction of the rotating rod (200) The biodegradable material is sequentially discharged.

구체적으로, 상기 3차원 프린터(P)는 상기 회전봉(200)이 1회전 또는 2회 이상 회전하는 동안 상기 회전봉의 제1 구간(d1)을 길이방향으로 반복 왕복하며 용융된 생분해성 재료를 상기 회전봉(200)의 제1 구간(d1)으로 토출하게 된다.Specifically, the three-dimensional printer (P) is repeatedly reciprocating in the longitudinal direction of the first section (d1) of the rotating rod while therotating rod 200 is rotated one or two or more times and the molten biodegradable material to the rotating rod The discharge is performed in the first section d1 of 200.

이후, 상기 회전봉(200)의 제2 내지 제 5 구간(d2,d3,d4,d5)에 용융된 생분해성 재료를 토출하여 도 5의 'Z'자 형태의 스텐트를 제조하게 된다.Thereafter, the molten biodegradable material is discharged in the second to fifth sections d2, d3, d4, and d5 of the rotatingrod 200 to prepare a stent having a 'Z' shape of FIG. 5.

그리고, 상기 3차원 프린터(P)는 상기 회전봉(200)의 분할된 복수의 제1 내지 제5 구간(d1,d2,d3,d4,d5)을 이동할 때에도 생분해성 재료를 계속적으로 토출하여 길이방향으로 계속적으로 연결되는 스텐트를 제조하게 된다.The three-dimensional printer P continuously discharges the biodegradable material in the longitudinal direction even when the plurality of divided first to fifth sections d1, d2, d3, d4, and d5 of the rotatingrod 200 are moved. It will be produced a stent that is continuously connected to.

한편, 상기 회전봉(200)은 등속으로 회전하여 균일한 두께를 가지는 스텐트를 제조하게 된다. 이때, 상기 회전봉(200)은 모터의 회전력을 전달받아 회전하게 된다.On the other hand, the rotatingrod 200 is rotated at a constant speed to produce a stent having a uniform thickness. At this time, the rotatingrod 200 is rotated by receiving the rotational force of the motor.

또한, 상기 회전봉(200)은 회전체(210) 및 상기 회전체(210)를 회전가능하게 지지하며 작업 테이블(110)에 설치되는 지지체(220)로 구성되며, 상기 회전체(210)는 지지체(220)에서 분리되도록 구성되어 완성된 스텐트를 회전체(210)에서 분리하게 된다.In addition, the rotatingrod 200 is composed of asupport body 220 that is rotatably supporting the rotatingbody 210 and the rotatingbody 210 is installed on the work table 110, the rotatingbody 210 is a support It is configured to be separated at 220 to separate the completed stent from therotor 210.

그리고, 정밀 다축 토출 장치(100)는 생분해성 재료를 기 설정된 굵기로 분출시키는 적층 헤드(180,190)를 구비하며, 상기 적층 헤드(180)를 x축과 y축으로 이루어진 평면 좌표 뿐만 아니라 상하 방향의 z축으로도 거동시킨다.In addition, the precisionmulti-axis ejection apparatus 100 includesstacking heads 180 and 190 for ejecting the biodegradable material to a predetermined thickness, and the stackinghead 180 is not only in the plane coordinates consisting of the x-axis and the y-axis, but also in the vertical direction. It also behaves in the z axis.

이를 위해 정밀 다축 토출 장치(100)는 적층 헤드(180)를 y축 방향으로 거동시키는 y축 변위 이동부(120, 130), 적층헤드(180)를 x축 방향으로 거동시키는 x축 변위 이동부(140), 적층 헤드(180)를 z축 방향으로 상하 거동시키는 z축 변위 이동부(160)를 각각 구비한다.To this end, the precisionmulti-axis ejection apparatus 100 includes y-axisdisplacement moving parts 120 and 130 for moving thestacking head 180 in the y-axis direction, and x-axis displacement moving part for moving thestacking head 180 in the x-axis direction. 140 and a z-axisdisplacement moving unit 160 for vertically moving thestacking head 180 in the z-axis direction.

즉, 이와 같은 정밀 다축 토출 장치(100)는 작업 테이블(110)에 설치된 회전봉(200)에 생분해성 재료를 토출함으로써 3차원 형상의 스텐트를 제작하게 된다.That is, such a precisionmulti-axis ejection apparatus 100 is to produce a three-dimensional stent by discharging the biodegradable material to the rotatingrod 200 installed on the work table 110.

또한, 3차원 형상의 스텐트의 데이터 모델(20)은 통합 제어장치(30)에 입력된다. 이때 3차원 형상의 스텐트의 데이터 모델(20)은 3D 캐드 데이터로 입력됨으로써, 3차원 형상의 스텐트의 각 좌표 값이 설정되는 것이 바람직하다.In addition, thedata model 20 of the stent having a three-dimensional shape is input to the integratedcontrol device 30. At this time, thedata model 20 of the three-dimensional stent is input to the 3D CAD data, so that the coordinate values of the three-dimensional stents are preferably set.

그리고, 상기 통합 제어장치(30)는 생분해성 스텐트의 3차원 형상 데이터 모델에 따라 정밀 다축 토출 장치(100)의 작동을 제어하게 된다. 그러면, 정밀 다축 토출 장치(100)는 통합 제어장치(30)로부터 전달되는 스텐트의 3차원 형상 데이터에 따라 적층 헤드(180)를 설정하고자 하는 좌표 값으로 거동시키면서 생분해성 재료를 토출하게 된다.In addition, theintegrated controller 30 controls the operation of the precisionmulti-axis ejection apparatus 100 according to the three-dimensional shape data model of the biodegradable stent. Then, the precisionmulti-axis ejection apparatus 100 discharges the biodegradable material while operating the stackinghead 180 at a coordinate value to be set according to the three-dimensional shape data of the stent transmitted from theintegrated control device 30.

한편, 온도 제어기(40)는 정밀 다축 토출 장치(100)의 적층 헤드(180)에 연결되어, 적층 헤드(180)에 전달되는 가열 정도를 달리하게 된다. 즉, 온도 제어기(40)는 적층 헤드(180) 내의 생분해성 재료를 기 설정된 용융 온도로 가열하게 된다. 이로 인해 고체 상태의 생분해성 재료는 액체 상태의 생분해성 재료로 변환되고, 생분해성 재료는 적층 헤드(180)에서 기 설정된 굵기로 분출될 수 있다. 온도 제어기(40)는 정밀 다축 토출 장치(100)뿐만 아니라, 통합 제어장치(30)에도 함께 연결됨으로써, 적층 헤드(180)의 거동에 연계되는 것이 바람직하다.On the other hand, thetemperature controller 40 is connected to the stackinghead 180 of the precisionmulti-axis ejection apparatus 100, thereby varying the degree of heating transmitted to the stackinghead 180. That is, thetemperature controller 40 heats the biodegradable material in thelamination head 180 to a preset melting temperature. As a result, the biodegradable material in the solid state may be converted into the biodegradable material in the liquid state, and the biodegradable material may be ejected to a predetermined thickness in the stackinghead 180. Thetemperature controller 40 is preferably connected to not only the precisionmulti-axis discharge device 100 but also to theintegrated control device 30 so as to be linked to the behavior of the stackinghead 180.

또한, 압력 제어기(50)는 정밀 다축 토출 장치(100)의 적층 헤드(180)에 연결되어, 적층 헤드(180)에 전달되는 가압정도를 달리한다. 즉, 압력 제어기(50)는 아래에서 설명할 적층 헤드(180)의 압력 전달기에 전달되는 압력을 제어하는 수단으로서, 적층 헤드(180)의 노즐을 통해 분출되는 생분해성 재료의 분출 속도를 달리할 수 있게 된다.In addition, thepressure controller 50 is connected to the stackinghead 180 of the precisionmulti-axis ejection apparatus 100 to vary the degree of pressure transmitted to the stackinghead 180. That is, thepressure controller 50 is a means for controlling the pressure transmitted to the pressure transmitter of the stackinghead 180, which will be described below, and may change the ejection speed of the biodegradable material ejected through the nozzle of the stackinghead 180. It becomes possible.

본 발명의 실시예에 따른 압력 제어기(50)는 공압 방식에 의해 적층 헤드(180)의 압력 전달기에 압력을 전달하게 되나. 이를 위해 3차원 적층 헤드(180)의 압력 전달기에 직접적인 압력을 가하는 공압기(60)를 구비하며, 이런 공압기(60)는 압력 제어기(50)에 의해 작동하게 된다.Pressure controller 50 according to an embodiment of the present invention is to transfer the pressure to the pressure transmitter of the stackinghead 180 by the pneumatic method. To this end, it is provided with acompressor 60 to apply pressure directly to the pressure transmitter of the three-dimensional stackinghead 180, which is operated by thepressure controller 50.

또한, 상기 적층 헤드(180)는 상기 생분해성 재료(11)가 담겨지는 시린지(181)와, 상기 시린지(181)에 열을 전달하여 고체 상태의 상기 생분해성 재료를 액체 상태로 변환시키는 가열기(183)와, 상기 시린지(181)에 연결되면서 액체 상태의 상기 생분해성 재료(12)가 설정된 굵기로 분출되는 노즐(184) 및 상기 노즐(184)로 상기 생분해성 재료가 분출되게 상기 시린지(181) 내에 압력을 가하는 압력 전달기(182)로 구성된다.In addition, the stackinghead 180 may include asyringe 181 in which thebiodegradable material 11 is contained, and a heater for transferring heat to thesyringe 181 to convert the biodegradable material in a solid state into a liquid state ( 183, anozzle 184 connected to thesyringe 181 and ejecting thebiodegradable material 12 in a liquid state to a predetermined thickness, and thesyringe 181 to eject the biodegradable material into thenozzle 184. And apressure transmitter 182 that applies pressure within

이때, 상기 압력 전달기(182)는 도 1에 도시된 압력 제어기(50) 및 공압기(60)에 연결됨으로써, 시린지(181) 내부로 전달되는 가압 정도가 제어된다. 가열기(183)도 도 1에 도시된 온도 제어기(40)에 연결되어, 시린지(181) 내부에서의 온도가 실시간으로 제어된다.In this case, thepressure transmitter 182 is connected to thepressure controller 50 and thepneumatic pressure regulator 60 shown in FIG. 1, thereby controlling the degree of pressure transmitted to the inside of thesyringe 181. Aheater 183 is also connected to thetemperature controller 40 shown in FIG. 1 so that the temperature inside thesyringe 181 is controlled in real time.

전술한 생분해성 재료로는 생분해성 polyester 계열의 재료들이 가능하며 그 예로 polycaprolactone, poly glycolic acid, poly lactic acid, poly lactic-co-glycolic acid와, 전술한 재료들로 이루어진 하나 이상의 복수의 혼합물이 적용 가능하다.Biodegradable polyester-based materials may be used as the biodegradable materials described above, and examples thereof include polycaprolactone, poly glycolic acid, poly lactic acid, poly lactic-co-glycolic acid, and one or more mixtures of the aforementioned materials. It is possible.

또한, 생분해성 재료들과 함께 내열성 항암제를 탑재 가능하게 된다.In addition, it is possible to mount a heat resistant anticancer agent together with biodegradable materials.

즉, 탑재된 항암제의 경우 스텐트의 체내 이식 후, 스텐트 주변의 새로운 조직의 생성을 저해하여 혈관의 재협착 비율을 현저히 낮춤으로써 고 기능성 스텐트로서의 역할을 수행할 수 있게 된다. 특히 열용융 방식을 적용한 본 발명의 경우 내열성 항암제가 사용된다.In other words, in the case of the onboard anticancer agent, after the implantation of the stent in the body, the formation of new tissues around the stent is inhibited to significantly lower the rate of restenosis of blood vessels, thereby serving as a high functional stent. In particular, the heat-resistant anticancer agent is used in the present invention to which the hot melting method is applied.

이 경우, 재료가 생분해됨과 동시에 항암제의 방출이 동시에 이뤄질 수 있는 효과적인 약물전달형 생분해성 스텐트의 제작 또한 가능하게 된다.In this case, it is also possible to manufacture an effective drug delivery biodegradable stent that can simultaneously release the material and release the anticancer agent.

이를 가능케 하는 항암제로 내열성을 가진 5-FU(Fluorouracil)이 대표적이며, 상기 5-FU는 항대사제로 세포의 DNA 합성을 방해하는 약물로서 항암제로 널리 쓰이고 있으며, 대장암, 췌장암, 유방암, 결장직장암, 간암, 자궁내막암, 식도암, 방광암 등에 많이 사용되고 있다.The 5-FU (Fluorouracil) having heat resistance as a cancer drug that enables this is typical, the 5-FU is an anti-metabolizer, a drug that interferes with the DNA synthesis of cells, is widely used as an anticancer agent, colorectal cancer, pancreatic cancer, breast cancer, colorectal cancer , Liver cancer, endometrial cancer, esophageal cancer, bladder cancer is widely used.

본 발명에 따르면, 3차원 프린터(P)와 회전봉(200)에 의해 생분해성 스텐트를 3D 프린팅 기술로 제작하게 된다.According to the present invention, the biodegradable stent is produced by the 3D printing technology by the three-dimensional printer P and therotating rod 200.

이에 따라, 종래의 레이저커팅 방식과 같이 제작 과정에서 손실되는 재료가 없고, 또한 제작 후 후처리 공정이 필요하지 않게 된다.As a result, there is no material lost in the manufacturing process as in the conventional laser cutting method, and no post-processing process is required after the manufacturing.

또한, 스텐트를 이루는 선의 두께, 넓이 등이 제작 과정에서 손쉽게 조절 가능하며, 이를 통한 기계적 강도 조절 또한 용이하게 된다.In addition, the thickness, width, etc. of the line forming the stent can be easily adjusted in the manufacturing process, thereby making it easy to adjust the mechanical strength.

또한, 기존의 스텐트에서는 코팅 방식을 통한 약물 탑재가 가능하였으나, 내열성 함암제를 사용할 경우 스텐트 자체에 일체형으로 약물을 탑재하여 생분해성 스텐트가 분해되는 과정 동안 지속적으로 약물을 방출할 수 있게 된다.In addition, in the existing stents, it is possible to mount the drug through a coating method, but when using a heat-resistant anticancer agent, it is possible to continuously release the drug during the process of decomposing the biodegradable stent by mounting the drug integrally on the stent itself.

이하, 도 6을 참고하여 본 발명의 생분해성 스텐트 제조방법을 설명한다.Hereinafter, the biodegradable stent manufacturing method of the present invention will be described with reference to FIG. 6.

먼저, 생분해성 재료를 용융한다(S110).First, the biodegradable material is melted (S110).

다음, 등속으로 회전하는 회전봉에 액체 상태의 생분해성 재료를 회전봉의 분할된 구간을 각각 이동하며 토출한다(S120).Next, the biodegradable material in a liquid state is discharged by moving the divided sections of the rotating rod, respectively, in the rotating rod rotating at a constant speed (S120).

이때, 상기 회전봉이 1회전 이상 회전하는 동안, 용융된 생분해성 재료는 상기 회전봉의 분할된 구간 중 하나의 구간을 길이방향으로 반복 왕복하며 토출된다.At this time, the molten biodegradable material is discharged by repeatedly reciprocating one section of the divided sections of the rotating rod in the longitudinal direction while the rotating rod is rotated one or more rotations.

그리고, 상기 회전봉에 토출된 생분해성 재료는 응고되어 생분해성 스텐트를 제조한다(S130).Then, the biodegradable material discharged to the rotating rod is solidified to produce a biodegradable stent (S130).

다음, 상기 회전봉에서 생분해성 스텐트를 분리한다(S140).Next, to separate the biodegradable stent from the rotating rod (S140).

이상, 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 상세히 설명하였으나, 본 발명의 기술적 범위는 전술한 실시 예에 한정되지 않고 특허청구범위에 의하여 해석되어야 할 것이다. 이때, 이 기술분야에서 통상의 지식을 습득한 자라면, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않으면서도 많은 수정과 변형이 가능함을 고려해야 할 것이다.As mentioned above, although preferred embodiment of this invention was described in detail, the technical scope of this invention is not limited to the above-mentioned embodiment, It should be interpreted by the claim. At this time, those of ordinary skill in the art should consider that many modifications and variations are possible without departing from the scope of the present invention.

Claims (12)

1. 생분해성 재료를 분사하도록 x,y,z축으로 이동하는 정밀 다축 토출 장치 및 상기 정밀 다축 토출 장치의 작동을 제어하는 통합 제어장치로 구성된 3차원 프린터; 및A three-dimensional printer comprising a precision multi-axis ejection device moving in the x, y, z axis so as to eject biodegradable material and an integrated control device for controlling the operation of the precision multi-axis ejection device; And

   상기 3차원 프린터에서 용융하여 토출된 재료가 토출되는 회전봉;을 포함하는 것을 특징으로 하는 생분해성 스텐트 제조장치.Biodegradable stent manufacturing apparatus comprising a; rotating rod for discharging the material discharged by melting in the three-dimensional printer.
2. 제 1항에 있어서,The method of claim 1,

   상기 3차원 프린터는 상기 회전봉의 길이방향을 따라 등 간격으로 분할된 구간을 각각 이동하며 용융된 생분해성 재료를 순차적으로 토출하는 것을 특징으로 하는 생분해성 스텐트 제조장치.The three-dimensional printer is a biodegradable stent manufacturing apparatus, characterized in that for discharging the molten biodegradable material sequentially by moving the divided sections at equal intervals along the longitudinal direction of the rotating rod.
3. 제 2항에 있어서,The method of claim 2,

   상기 3차원 프린터는 상기 회전봉이 1회전 이상 회전하는 동안 상기 회전봉의 분할된 구간 중 하나의 구간을 길이방향으로 반복 왕복하며 용융된 생분해성 재료를 상기 회전봉의 구간으로 토출하는 것을 특징으로 하는 생분해성 스텐트 제조장치.The three-dimensional printer repeatedly reciprocates longitudinally one section of the divided sections of the rotating rod while the rotating rod is rotated one or more times, and discharges the molten biodegradable material into the section of the rotating rod. Stent manufacturing device.
4. 제 2항에 있어서,The method of claim 2,

   상기 3차원 프린터는 상기 회전봉의 분할된 복수의 구간을 이동할때에도 생분해성 재료를 계속적으로 토출하거나 또는 생분해성 재료의 토출이 정지되는 것을 특징으로 하는 생분해성 스텐트 제조장치.The three-dimensional printer is a biodegradable stent manufacturing apparatus characterized in that the continuous discharge of the biodegradable material or stop the discharge of the biodegradable material even when moving the plurality of divided sections of the rotating rod.
5. 제 1항에 있어서,The method of claim 1,

   상기 회전봉은 등속으로 회전하거나 또는 상기 회전봉의 회전속도는 가변되는 것을 특징으로 하는 생분해성 스텐트 제조장치.The rotating rod is rotated at a constant speed or biodegradable stent manufacturing apparatus, characterized in that the rotating speed of the rotating rod is variable.
6. 제 1항에 있어서,The method of claim 1,

   상기 회전봉은 회전체 및 상기 회전체를 회전가능하게 지지하는 지지체로 구성되며,The rotating rod is composed of a rotating body and a support rotatably supporting the rotating body,

   상기 회전체는 지지체에서 분리되는 것을 특징으로 하는 생분해성 스텐트 제조장치.The rotating body is a biodegradable stent manufacturing apparatus, characterized in that separated from the support.
7. 제 1항 내지 제 6항 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 1 to 6,

   상기 정밀 다축 토출 장치는,The precision multi-axis discharge device,

   생분해성 재료를 상기 회전봉으로 토출하는 적층 헤드;A stacking head discharging a biodegradable material to the rotating rod;

   상기 적층 헤드가 결합되고, 상기 적층 헤드를 지지하면서 설정된 높이로 승하강시키는 z축 변위 이동부; 및A z-axis displacement moving unit coupled to the stacking head to move up and down to a predetermined height while supporting the stacking head; And

   상기 z축 변위 이동부를 지지하도록 연결되면서 상기 z축 변위 이동부를 xy 평면 상에서 축방향 거동시키는 평면 변위 이동부;를 포함하며,And a plane displacement moving part connected to support the z axis displacement moving part to axially move the z axis displacement moving part on an xy plane.

   상기 적층 헤드가 상기 z축 변위 이동부와 상기 평면 변위 이동부의 작동에 따라 연동하는 것을 특징으로 하는 생분해성 스텐트 제조장치.Biodegradable stent manufacturing apparatus characterized in that the stacking head is interlocked according to the operation of the z-axis displacement moving unit and the plane displacement moving unit.
8. 제 7항에 있어서,The method of claim 7, wherein

   상기 적층 헤드는 상기 생분해성 재료가 담겨지는 시린지;The stacking head may include a syringe containing the biodegradable material;

   상기 시린지에 열을 전달하여 고체 상태의 상기 생분해성 재료를 액체 상태로 변환시키는 가열기;A heater transferring heat to the syringe to convert the biodegradable material in a solid state into a liquid state;

   상기 시린지에 연결되면서 액체 상태의 상기 생분해성 재료가 설정된 굵기로 분출되는 노즐; 및A nozzle connected to the syringe to eject the biodegradable material in a liquid state to a predetermined thickness; And

   상기 노즐로 상기 생분해성 재료가 상기 노즐로 분출되게 상기 시린지 내에 압력을 가하는 압력 전달기;를 포함하는 것을 특징으로 하는 생분해성 스텐트 제조장치.And a pressure transmitter for applying pressure in the syringe such that the biodegradable material is ejected to the nozzle by the nozzle.
9. Ⅰ) 생분해성 재료를 용융하는 단계;I) melting the biodegradable material;

   Ⅱ) 등속으로 회전하는 회전봉에 액체 상태의 생분해성 재료를 회전봉의 분할된 구간을 각각 이동하며 토출하는 단계;(II) discharging the biodegradable material in a liquid state to each of the divided sections of the rotating rod in a rotating rod rotating at a constant speed;

   Ⅲ) 상기 회전봉에 토출된 생분해성 재료는 응고되어 생분해성 스텐트를 제조하는 단계; 및III) biodegradable material discharged to the rotating rod is solidified to produce a biodegradable stent; And

   Ⅳ) 상기 회전봉에서 생분해성 스텐트를 분리하는 단계;를 포함하는것을 특징으로 하는 생분해성 스텐트 제조방법.IV) separating the biodegradable stent from the rotating rod; biodegradable stent manufacturing method comprising the.
10. 제 9항에 있어서,The method of claim 9,

    상기 Ⅱ)단계는,Step II),

    상기 회전봉이 1회전 이상 회전하는 동안 용융된 생분해성 재료는 상기 회전봉의 분할된 구간 중 하나의 구간을 길이방향으로 반복 왕복하며 토출되는 것을 특징으로 하는 생분해성 스텐트 제조방법.The biodegradable material melted while the rotating rod is rotated for one or more revolutions is characterized in that the biodegradable stent manufacturing method characterized in that the discharge repeatedly reciprocating longitudinally one section of the divided section of the rotating rod.
11. 제 9항에 있어서,The method of claim 9,

    상기 생분해성 재료는 polycaprolactone, poly glycolic acid, poly lactic acid, poly lactic-co-glycolic acid 중 1 종 또는 2 종 이상의 복수의 혼합물이 적용되는 것을 특징으로 하는 생분해성 스텐트 제조방법.The biodegradable material is a biodegradable stent manufacturing method characterized in that one or a plurality of mixtures of polycaprolactone, poly glycolic acid, poly lactic acid, poly lactic-co-glycolic acid is applied.
12. 제 9항에 있어서,The method of claim 9,

    상기 생분해성 재료에는 내열성 항암제가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 생분해성 스텐트 제조방법.The biodegradable material biodegradable stent manufacturing method characterized in that it further comprises a heat-resistant anticancer agent.

Images