외부자기장으로 구동되는 나선형 구조를 이용한 혈관치료용 마이크로로봇의 약물전달 및 드릴링운동의 구현

Abstract

협심증, 심근경색과 같은 혈관질환은 현대사회의 주요 사망원인 중 하나이다. 혈관질환의 일반적인 치료방법 중 하나는 얇은 튜브와 와이어로 구성된 카테터(catheter)를 이용하는 것이다. 기존 치료방법의 단점을 보완하기 위해 의료용 로봇에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 혈관치료용 마이크로 로봇의 일부는 자석으로 구성되어 있으며 코일시스템에 의해 발생되는 외부자기장에 의해 무선으로 구동된다. 본 연구에서는 나선형 구조를 통하여 혈관치료용 마이크로 로봇의 약물전달 및 드릴링운동을 구현할 수 있도록 하는 메커니즘을 제안한다. 제안된 메커니즘을 통해 제작된 로봇들은 코일 장치에서 발생되는 외부자기장을 통해 사람의 혈관과 같은 관 환경에서 움직일 수 있다. 또한, 이러한 로봇들은 혈관 내의 치료부위에 약물은 전달하거나 드릴링운동을 생성하는 역할을 수행할 수 있다. 제작된 마이크로 로봇의 작동가능성을 판단하기 위해 로봇구동에 저항하는 요소로 작용할 수 있는 힘과 토크에 대한 분석을 수행하였다. 마지막으로 유체가 채워진 관 환경에서 다양한 실험을 수행하여 제안된 로봇의 유효성을 증명하였다. 본 연구는 혈관질환의 효율적인 치료를 위한 다기능 마이크로 로봇의 개발에 기여할 수 있다.