의료 기기, 특히 인공호흡기의 설계 및 제조에서 핵심 구성 요소인 인공호흡기 모터의 성능과 수명을 저하시키지 않으면서 엄격한 멸균 및 세척 공정을 견딜 수 있도록 보장하는 것은 중요한 엔지니어링 작업입니다. 인공호흡기는 환자의 기도와 직간접적으로 접촉하기 때문에 감염 관리 요구 사항은 의료 산업에서 가장 높은 기준을 충족합니다. 이로 인해 모터의 재료 선택뿐만 아니라 밀봉 기술에 대한 요구도 매우 높아졌습니다.
재료 요구 사항: 화학적 부식, 고온 및 고압에 대한 내성
인공호흡기 모터와 그 주변 구성 요소는 다양한 공격적인 소독제 및 멸균 환경에 대한 내성이 뛰어난 재료로 구성되어야 합니다.
1. 소독제 호환성
의료기관에서는 알코올(에탄올, 이소프로판올 등), 4급 암모늄 화합물, 차아염소산나트륨, 과산화수소 등 다양한 소독제가 일반적으로 사용됩니다. 이러한 화학 시약은 다양한 정도의 부식성을 갖고 있습니다.
폴리머 재료: 모터 하우징, 커넥터 및 케이블 재킷 재료(예: 폴리카보네이트 및 특정 등급의 엔지니어링 플라스틱)는 이러한 화학 물질로 인한 응력 균열, 연화 또는 변색을 방지해야 합니다. 화학적 불활성이 주요 고려사항입니다.
금속 재료: 샤프트, 플랜지 및 패스너와 같은 구성 요소에는 잔류 소독제 또는 높은 습도로 인해 발생하는 산화 및 공식 부식을 방지하기 위해 일반적으로 의료용 등급 316L 또는 기타 내식성이 뛰어난 합금인 스테인레스 스틸이 필요합니다.
2. 멸균 환경에 대한 극도의 저항성
다양한 멸균 방법에 따라 모터 재료에 대한 요구 사항이 다릅니다.
고압멸균: 이는 고온(일반적으로 121°C 또는 134°C) 및 고압을 포함하는 가장 일반적인 멸균 방법 중 하나입니다. 모터 내부의 자성 재료(예: 영구 자석)는 고열로 인해 자기 특성이 크게 저하되지 않도록 해야 합니다. 또한, 절연재(에나멜선 절연지, 고정자 슬롯 절연지 등)는 탄화 및 파손을 방지하기 위해 높은 열 안정성이 필요합니다.
저온 살균: 열에 민감한 부품의 경우 산화에틸렌(EO) 또는 과산화수소 플라즈마를 사용하여 살균할 수 있습니다. 이러한 방법에는 유해한 잔류물을 남기지 않고 멸균제가 효과적일 수 있도록 가스 투과성과 플라즈마 저항성이 우수한 재료가 필요합니다.
밀봉 요구 사항: 유체 및 증기 침입 방지
씰링 디자인 인공호흡기 모터 세척 및 멸균 과정에서 생존하는 능력에 매우 중요합니다. 모터에 유체나 증기가 들어가면 치명적인 고장이 발생할 수 있습니다.
1. 침투 방지(IP 등급)
최신 의료용 모터는 일반적으로 IP66 또는 IP67과 같은 높은 IP 등급을 요구합니다.
방수 및 먼지 저항: IP66은 모터가 먼지 유입으로부터 완벽하게 보호되고 모든 방향에서 강력한 물 분사를 견딜 수 있음을 의미합니다. 이는 고압 세척 및 청소에 매우 중요합니다.
침수 보호: IP67은 모터가 단시간 침수에도 견딜 수 있도록 요구하므로 실수로 물 탱크에 떨어뜨리거나 청소 작업 중에 다량의 액체로 덮힌 경우에도 모터가 계속 작동하도록 보장합니다.
2. 중요한 밀봉 지점의 기술적 구현
높은 수준의 씰링을 달성하려면 정밀한 엔지니어링 설계와 고품질 씰이 필요합니다.
샤프트 씰링: 모터 로터 샤프트는 액체 침입에 가장 취약합니다. 특수 오일 씰 또는 래버린스 씰이 필요합니다. 이러한 씰에 사용되는 엘라스토머 재료(예: 고성능 불화탄성체(FKM) 또는 과불화탄성체(FFKM))는 고온 및 화학 용제에 대한 내성이 있어야 하며, 장기간 사용 및 반복 멸균 후에도 씰링 압력을 유지할 수 있도록 우수한 변형 회복성을 나타내야 합니다.
하우징 밀봉: 모터 하우징의 접합부와 엔드 커버와 모터 본체 사이의 연결부에서 정적 밀봉을 위해 O-링 또는 개스킷을 사용해야 합니다. 이러한 씰을 선택할 때는 엄격한 재료 호환성 및 열 안정성 기준을 준수해야 합니다.
케이블 입구: 전원 및 신호 케이블의 출구 지점은 전선과 피복 사이의 작은 틈을 통해 액체가 모터에 침투하는 것을 방지하기 위해 케이블 글랜드 또는 포팅 기술을 사용하여 철저히 밀봉해야 합니다. 포팅 컴파운드는 접착력과 유전 강도가 좋아야 합니다.
