"헬스 케어(Health Care)에 공헌하는 플라스틱! "

의료분야에서 프탈레이트 같은 물질의 사용에 대한 우려로 비닐이나 PVC의 사용을 반대해 왔던 사람일지라도 비용부문에서 효율적으로 최적화된 플라스틱에 대한 대안이 없기에 의료계의 PVC사용을 막지 못하고 있다. 또한, 다양한 의료품목의 재활용과 위생측면을 향상시켜 플라스틱 관련 폐기물을 줄이려는 방법을 찾기 위한 지속적 노력이 있어 왔지만, 다양한 의료분야에서 비용, 혜택, 안전성 등을 고려할 때 플라스틱의 사용은 이젠 피할 수 없는 현실이 되었다.

지난해 10월 내셔널 지오그래픽(National Geographic)지는 “플라스틱 없이 의료계가 돌아갈 수 있을까?”라는 제목의 기사에서 “병원 입장에서는 값싸고 내구성이 뛰어나며 쉽게 폐기될 수 있는 1회용 플라스틱은 매력적인 선택일 수밖에 없다. 각각의 플라스틱 용기나 커버는 매번 새롭게 사용하면서 위생문제도 해결되고 멸균된 환경을 제공받게 해준다. 그렇기 때문에 임상의는 그들이 사용하는 모든 것들을 플라스틱으로 채우고 있다.”라고 밝히고 있다.
장갑, 튜브, 안경, 혈액주머니, 1회용 주사기와 같은 기본 품목에서부터 심장 판막, 대체 관절 및 3D프린팅 인공 팔 같은 최첨단 생체분야까지 다양한 형태의 플라스틱 및 엘라스토머 물질이 의료 및 건강관리 분야에서 수많은 용도로 사용되고 있다.

글로벌 소재업체인 (이전명칭 Styron) Trinseo에 따르면, 초고분자량 폴리에틸렌(UHMWPE)은 보철분야 사용에 탁월하며, 폴리프로필렌의 높은 열 내구성으로 인해 오토클레이브 멸균소독과 방사선 안정화 과정이 필요한 분야에 이상적이라고 한다. 다양한 형태의 내화학성 플라스틱은 매년 수많은 환자를 희생시키는 소위 “병원 내 감염(일명HAI)”에 대처하는 데 핵심적 역할을 하고 있다. 가볍고 내구성이 좋은 폴리머는 빠르게 성장하는 피트니스 트래커(건강추적기)나 헬스모니터(상태모니터)로 사용되는 웨어러블 장치의 분야에 적합한 소재이다. 한편 멸균 플라스틱 포장은 중요한 의료 구성 요소 및 장치를 안전하게 보관하는데 도움을 주고 있다. 여기에 더해 MRI 스캐너와 투석기에서부터 병원 침대와 정교한 임상기기에 이르기까지 의료 장비에 있어 플라스틱의 압도적 점유율은 따로 설명이 필요 없어 보인다.

 

Jabil 계열사인 Nypro Healthcare와 같은 회사들 역시 의료기기의 공학적 측면을 깊이 있게 연구하고 있다. Nypro사는 의료 및 전자기기 하드웨어를 소프트웨어 프로세스와 결합시켜 기기 설계자가 매우 정교한 메카트로닉 기능을 제공할 수 있도록 하는 설계공정인 메카트로닉스에 매진하고 있다.
“메카트로닉스 기술에 영향을 미치는 주요 의료기기 트렌드 중의 하나는 소형화다. 축소지향의 기기나 장비의 발전으로 인해 절개를 덜 하는 수술기술이 발전하게 되었고 그만큼 환자의 회복도 빨라졌다.”라고 Nypro사 관계자가 말한다. 마이크로 액추에이터 및  마이크로 센서의 사용은 DNA 염기서열 분석기부터 약물투여용 마이크로 펌프나 자동주입기에 이르는 모든 것에 소형 메카트로닉스 설계기술의 개발로 이어지고 있다. 
 

적층제조 또한 건강관리 의료 서비스에서 차지하는 비중이 점점 커지고 있다. 예를 들어 독일의 Evonik Industries AG사는 최근 척추신경계 수술용 보형물을 만드는 중국의 3D 프린팅 스타트업체인 Meditool에 투자를 결정했다.
Evonik은 Meditool이 자체 소프트웨어로 개발하여 만든 3D모델을 이용해서 고성능 폴리에테르에테르케톤(PEEK) 폴리머를 이용한 보형물을 출력해 낼 수 있게 되었다.

또 다른 업체들은 병원 및 수술실에서 자주 발생하는 거친 세정화학 물질에 대해 플라스틱이 더 잘 견디도록 내성이 있는 플라스틱 구현에 노력하고 있다. 미네소타에 위치한 RTP Company는 의료기 소독용 세정제에 대한 반복적 노출에도 강도, 기능, 항상성을 유지할 수 있도록 설계된 독점적인 합금기술을 개발해 냈다. 회사의 설명에 따르면 RTP 2000 HC 시리즈로 알려진 열가소성플라스틱 화합물은 “기존 장치의 금이 가는 문제를 해결하고 이동식초음파 및 X-ray장비, 장내 공급 장치, 약물주입펌프, 혈액여과기 등과 같은 빈번한 소독을 요하는 장비와 플라스틱 덮개의 설계를 위한 새로운 잠재력 있는 영역을 개척하는데 도움을 줄 수 있다.”라고 밝혔다.

또한 RTP는 유리섬유 강화PC/ABS 합금화합물인 RTP 2500 시리즈를 Novare Surgical Systems사에 공급했으며 이 제품은 절개를 최소화하는 수술기구 제품군인 RealHand 라인에 사용되었다. Novare사는 자체 RealHand HD기술을 그래스퍼, 해부기, 가위 및 니들 드라이버 같은 일련의 복강 및 내시경장비에 접목해 왔다.
 

최근에 의료분야 제품에 대해 유럽연합과 미국 FDA 승인을 받았을 뿐 아니라 폴리아미드와 직접적으로 결합되는 열가소성 엘라스토머(TPE) 신제품을 출시했다. Kraiburg의 설명에 따르면 MC/AD/PA Thermolast M시리즈라고 불리는 이 제품은 현재 투명재인 PA12와 같은 폴리아미드 복합소재로서 세계 최초 의료용 TPE인 것이다. 이 공인된 화합물은 현재 사용되는 체외진단기를 포함해서 다양한 주요 의료기기에 적절히 쓰일 수 있다.

또 다른 소재기업인 독일의 Covestro는 오하이오에 본사를 둔 의료기기 제조업체인 Enable Injections와 긴밀한 협력을 통해 새로운 체내약물전달시스템을 구현해 냈다. 이로 인해 암이나 당뇨 등의 질병을 치료하는 유기체에서 추출된 생물의약품을 필요로 하는 환자들에게 도움을 줄 수 있게 되었다. 

이러한 생물의약품은 주사나 주입을 요하기 때문에 환자들이 이전에는 불편을 감수하면서까지 전문 의료시설을 방문하거나 높은 점도의 약물투여를 위해 자가 주사를 필요로 했다. 이제 환자들은 필요할 때 Enable기기를 몸에 부착하기만 하면 쉽게 필요한 복용량을 자가 관리할 수 있게 되었다. 보라색을 띠는 Covestro의 MakrolonⓇ Rx1805 폴리카보네이트와 BayblendⓇ M850 XF PC/ABS 혼합물로 만들어진 이 새로운 시스템은 필요한 안전성, 내구성, 생체적합성면에서 몹시 만족스러운 결과를 가져오고 있다.

의료분야에서 포장재로서의 플라스틱은 단연 독보적이다. 대부분의 약품은 플라스틱으로 된 병이나 용기 혹은 뒷면에 호일 처리된 블리스터 팩의 형태로 포장된다. 따라서 관련 포장업체들은 제품의 안전성을 향상시키면서 사용자가 자신이 복용하는 약을 잘 알 수 있도록 “스마트” 기술을 적용하고 있다.   
예를 들어 호주의 포장업체인 그룹 Alpla사는 최근에 CRC justONE을 출시했다. 이 제품은 단일 사출성형 가공공정을 거쳐 만들어져 매우 가볍고 어린이를 보호할 수 있는 안전포장으로 되어있다. 일반적으로 일시에 마개를 누르고 돌려 개봉되는 개봉식별 밴드가 부착된 유아안전포장에는 세 가지 부품이 필요하다. 이 부품들은 이전에는 각기 다른 공정에서 생산되어 나중에 조립되는 형태였다. Alpla사의 새로운 통합 의료브랜드인 ALPLApharma의 신 생산 공정은 기존의 공정을 훨씬 효율적인 작업으로 간소화 한 것이다.

 

플라스틱이 의료계에 미치는 영향에 대하여 최근에 던진 National Geographic 지의  질문은 적절했고 그 대답은 “오늘날 플라스틱 없이는 안전하고 효율적인 의료서비스를 기대하기 어렵다”라는 것이다.
올해 4월 21일부터 24일까지 상하이에서 열리는 CHINAPLAS 2020에 방문하면 현대의학을 가능하게 하는 놀라운 기술을 직접 확인할 수 있다. 자세한 정보는 공식 웹사이트( www.ChinaplasOnline.com)을 통해 얻을 수 있다.

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