환자 안전 향상을 위한 베어링

크리스 존슨

2023년 5월 5일

14:00

전문 베어링 공급업체인 SMB Bearings의 전무 이사인 Chris Johnson은 적합한 볼 및 링 재료의 올바른 선택과 올바른 제품 설계를 통해 고정밀 베어링과 의료 기기의 긴 사용 수명을 보장할 수 있는 이유를 설명합니다.

디자인 도어 Shutterstock

베어링 그림

정밀 베어링은 환자 안전을 보장하는 데 필수적인 의료 기기의 중요한 구성 요소 중 하나입니다. 그러나 Sedgewick의 2022 리콜 지수에 따르면 의료 기기 리콜은 지난 3년 동안 기록적인 수치에 도달했으며 안전 문제가 가장 큰 이유입니다.

정밀 베어링은 수술용 전동 공구, 인공호흡기, 심장 펌프 등 다양한 의료 기기에 사용되며 환자의 안전은 이들 모두에 달려 있습니다. 장치가 무엇이든 의료 장치 OEM(Original Equipment Manufacturer)은 올바른 유형의 베어링을 선택하고 응용 분야에 정확하게 맞는지 확인해야 하는 책임이 있습니다. 이러한 책임은 의료 제품의 개발 및 승인이 종종 시간이 오래 걸리고 비용이 많이 드는 과정이라는 사실로 인해 더욱 악화됩니다.

또한 의료 기기는 긴 수명 주기를 위해 정기적인 점검과 테스트를 통과해야 합니다. 여기에는 설계 및 제조부터 유통 및 유지 관리에 이르기까지 의료 기기의 전체 수명 주기에 걸쳐 최고의 위험 감소 관행을 정의하는 ISO 14971과 같은 표준이 포함됩니다.

베어링 자체에 대한 요구 사항을 좀 더 자세히 살펴보겠습니다. OEM이 볼과 링 재료를 올바르게 선택하는 것이 중요합니다.

스테인레스 스틸 대 세라믹

전통적으로 의료 기기 베어링의 링 재질은 마르텐사이트계 스테인리스강과 같은 고순도 금속으로 만들어졌습니다. 예를 들어, 의료용 로봇은 열쇠 구멍 수술을 수행하기 위해 고정밀 부품이 필요하고 원심분리기는 무게가 다른 물질을 분리하기 위해 고속으로 회전해야 합니다. 고정밀도나 고속 성능이 필요한 응용 분야에는 강철 베어링이 더 적합합니다. 예를 들어, 마르텐사이트계 스테인리스강은 멸균 공정에 사용되는 공격적인 화학물질을 견딜 수 있는 능력 때문에 수술 도구에 이상적입니다.

그러나 열악한 환경에서는 강철 베어링이 부식되기 쉬울 수 있으므로 궁극적으로 장치의 수명을 연장하기 위해서는 내구성이 뛰어난 세라믹 베어링이 더 나은 선택입니다. 이러한 경우에는 세라믹 베어링이 선호됩니다.

세라믹 재료에 더 적합한 장비 응용 분야로는 MRI(자기 공명 영상) 스캐너가 있습니다. 병원은 유지보수 비용이 많이 드는 부품 없이도 고가의 기계가 효과적으로 작동하기를 원합니다. MRI 스캐너는 강한 자기장을 사용하여 살아있는 피사체의 2차원 또는 3차원 이미지를 생성하므로 자기 특성으로 인해 표준 강철 베어링을 사용할 수 없습니다. 대신, 애플리케이션에는 비자성 또는 비전도성 부품이 필요하며, 이 경우에는 고품질 세라믹 베어링이 필요합니다.

풀 세라믹 베어링은 강철보다 단단하고 내식성과 내열성이 우수하며 치수 안정성이 높고 밀도가 낮습니다. 강철 베어링보다 훨씬 더 비싸지만, 전반적으로 세라믹 베어링은 실험실 장비와 같은 고가치 애플리케이션이 효율성과 수명을 유지하도록 보장하기 위해 추가 투자할 가치가 있습니다. 실제로 이러한 장비에 잘못된 구성 요소를 사용하면 오염이 발생하거나 작동이 완전히 중단될 수 있습니다.

베어링과 함께 볼 재료를 선택할 때 플라스틱 볼 베어링은 MRI 스캐너 베드에 적합한 옵션입니다. 또는 실제로 자기 왜곡이 없는 의료 환경의 정밀도가 낮은 응용 분야에도 적합합니다. 플라스틱 볼 베어링은 폴리머, 유리 또는 세라믹 볼을 장착할 때 완전히 비자성입니다. 링은 PEEK(폴리에테르에테르케톤) 또는 PTFE(폴리테트라플루오로에틸렌)와 같은 다양한 플라스틱으로 만들 수도 있습니다. 각각은 뛰어난 내화학성을 가지고 있습니다. 특히 PEEK 소재는 내식성, 내마모성, 강도 및 인성, X선 방사선 투과성, 우수한 살균 성능이 향상되었습니다.