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핵심기술
본 기술은 고청정 용해기술, 초정밀 튜브성형기술, 고기능성 표면처리 기술의 주요 세부기술로 이루어지는 생산기반 기술이며, 합금종류/형상/표면처리 방법에 따라 다양한 고부가가치 제품에 적용될 수 있는 핵심 소재를 제조하는 플랫폼 기술임.

최종목표
기존 튜브 소재의 저피로 강도, 저생산성, 저회수율 문제를 극복할 수있는 난가공성 합금(Ti계 합금, CoCr계 합금, NiTi계 합금)의 초정밀 튜브 제조 및 기능성 표면처리 기술 개발

- 난가공성 합금 : Ti계, CoCr계, NiTi계 합금<

핵심기술
본 기술은 고청정 용해기술, 초정밀 튜브성형기술, 고기능성 표면처리 기술의 주요 세부기술로 이루어지는 생산기반 기술이며, 합금종류/형상/표면처리 방법에 따라 다양한 고부가가치 제품에 적용될 수 있는 핵심 소재를 제조하는 플랫폼 기술임.

최종목표
기존 튜브 소재의 저피로 강도, 저생산성, 저회수율 문제를 극복할 수있는 난가공성 합금(Ti계 합금, CoCr계 합금, NiTi계 합금)의 초정밀 튜브 제조 및 기능성 표면처리 기술 개발

- 난가공성 합금 : Ti계, CoCr계, NiTi계 합금
- 초정밀 튜브 제조 : Seamless 튜브: 직경 1.0mm급, 벽두께 0.1mm급
- 피로강도(CoCr합금 튜브) : 4억회 이상 @ 0.2% 변형율(현재: 5천만회)
- 변태온도 구간(TiNi합금 튜브) : ±5℃이내(현재 ±10℃)
- 표면조도 : TiNi합금/CoCr합금 튜브(Ra 10nm)
- 물과의 자화율차; |χ -χ_water|<5×10^-4 확보
- ISO 10993 규격의 생체적합성 평가 pass
- 모델스텐트의 In-vivo 실험을 통한 유효성 평가

개발내용 및 결과
· 난가공성 금속(CoCr 합금, NiTi 합금)의 청정용해 기술 개발
· 난가공성금속(CoCr 합금, NiTi 합금) 튜브인발을 위한 프리폼 제조기술 개발
· 난가공성금속(CoCr 합금, NiTi 합금) 최적 튜브인발 조건 확립
· 초미세 결정립 NiTi 튜브 제조 기술 확립
· 균일입도를 가진 CoCr 튜브 제조 기술 확립
· 양산 전단계의 튜브제조 시스템 구축 및 조건 확립
· 제조된 튜브를 이용한 스텐트 제조 및 물성평가 완료
· 제조된 스텐트의 성능평가 및 유효성 평가 완료
· 스텐트의 표면조도 제어를 통한 피로특성 확보 기술 완료
· 전산모사 해석을 통한 물성제어 스텐트 설계 기술 확보
· 튜브의 저자화 코팅기술 확보
· 스텐트 표면 패터닝에 의한 세포특성 제어 기술 확보
· 스텐트에 활성산소 발생을 통한 혈관생성 유도 표면개질 기술 확보

기술개발 배경
· 대량 생산 시스템에 의한 고에너지 소비형 소재 산업을 저탄소 발생/저에너지 소비형 소재 산업으로 전환하기 위한 핵심 소재 기술 임.

· 난가공성 금속 튜브 소재의 최종 응용 제품인 의료기기 등의 성능은 튜브소재의 물성 의존도가 매우 높기 때문에 새로운 기능의 의료용 소재 개발은 후방 의료기기 및 의료 산업의 세계 시장 선점 가능성 및 경쟁력 향상을 가능하게 하는 핵심 기술임.

· 연간 300조원대에 이르는 의료기기/기구 산업의 패러다임을 바꾸고, 새롭게 형성되는 의료 시장에서 한국이 주도권을 확보하기 위한 핵심 원천 기술 임.

· 기술선진국에서는 바이오 산업에 대한 국가적 관심이 높아서 기술 이전이나 기술공유 등에 난색을 표하고 있어 자체적인 기술개발이 무엇보다 중요함.

· 현재 TiNi 등 의료용 금속의 초정밀 가공 기술은 직경 30㎛ 와이어 및 두께 30㎛ 박판의 제조가 가능함. 그러나 의료용 금속의 초정밀 튜브 가공 기술은 아직 미미한 수준임

· 세계 Syringes, needles & catheter 시장(358 억불, 2011년도 기준) 및 stent 시장(104억불 2011년도 기준)을 감안하면 의료용 합금의 초정밀 튜브 가공 기술은 향후 경제성이 매우 높은 기술이라 사료됨

· 난가공성 금속 초정밀 튜브 제조에 성공한다면 기존의 와이어 중심의 특수 용접소재를 용접특성이 우수한 튜브재로 바꿀 수 있으며, 중국, 일본 시장의 점유가 가능할 것으로 전망.

· 본 과제가 끝나는 2017년에 국내 스텐트 시장은 3억불 이상 될 것으로 전망되는 등 내피로성 난가공성 금속 초정밀 튜브의 수요가 매우 높을 것으로 판단됨.

· 또한 Syringes, needles & catheter 국내 시장은 약 7.3억불 수준에 이를 것으로 예상됨. 세계 시장은 평균 성장률 7.3%을 감안하면 540억 불 시장이 예상됨.

· 이러한 거대 시장에서 국내 기업이 뒤처지지 않기 위해서는 빠른 시일 내에 핵심소재기술이 개발되어 상용화되어야 한다고 판단 됨.

핵심개발 기술의 의의
· 본 과제를 통해 개발된 난가공성 금속소재의 초소형 튜브제조 기술은 국내에서는 처음으로 개발되는 기술이며, 세계적으로도 2-3개 회사가 독과점의 위치에 있어 기술공유를 꺼리나 고부가 산업으로의 변화의 기류에서 반드시 필요한 핵심 플랫폼 기술임.

· 독과점을 주도하는 2-3개의 튜브제조회사의 제품 또한 20-30%정도의 불량품을 포함하고 있을 정도로 매우 난이도가 높은 기술로 국내 생산이 이루어진다면 거대한 산업적 파급효과가 기대되는 원천 기술임

· 현재 스텐트 등 고부과 의료기기나 우주항공 등에 활용되는 초미세 파이프 등은 전량 수입에 의존하고 있으며, 기술속국으로 많은 어려움을 겪고 있어 기술 개발을 통한 국산화는 향후 신규 산업개발에 큰 영향을 미칠 수 있는 뿌리산업에 해당됨.

· 해외에서는 독과점의 위치에 있기 때문에 기술유출을 막고 있어 자체 개발을 통한 기술 확보가 매우 중요한 기술임.


· 향후 국내 기술진에 의해 개발된 금소튜브는 국내시장 뿐만 아니라 세계 시장과 경쟁이 가능하고, 급속히 증가하는 의료기기 산업의 발전과 더불어 기술 수출 가능성도 매우 높은 산업분야라 판단됨.

적용 분야
본 연구를 통해 개발된 난가공성 금속소재의 튜브제조 및 표면처리 기술은 아래의 표와 같이 많은 분야에 응용이 가능한 플랫폼 기술임. 특히 본 과제에서는 가장 난이도가 높다고 판단되는 스텐트의 응용에 초점을 맞추어 개발을 진행하였으며 이를 통해 확보된 기술은 다양한 응용분야에 적용될 수 있을 것으로 판단됨.

(출처 : 최종보고서 초록 5p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제 출 문 ... 2
• 기술개발사업 최종보고서 초록 ... 3
• 기술개발사업 주요 연구성과 ... 13
• 목차 ... 19
• 제 1 장 서론 ... 20
• 제 1 절 과제의 개요 ... 20
• 제 2 장 과제 수행의 내용 및 결과(기술개발 내용 및 방법) ... 27
• 제 1 절 최종 목표 및 평가 방법 ... 27
• 제 2 절 연차별 개발 내용 및 개발 범위 ... 30
• 제 3 절 수행 결과의 보안등급 ... 31
• 제 4 절 유형적 발생품(연구시설, 연구장비 등) 구입 및 관리현황 ... 32
• 제 3 장 결과 ... 33
• 제 1 절 연구개발 최종 결과 ... 33
• 1. 연구개발 추진 일정 ... 33
• 2. 연구개발 추진 실적 ... 36
• 3. 기술개발 결과의 유형 및 무형 성과 전체를 기재 ... 199
• 제 2 절 연구개발 추진 체계 ... 201
• 1. 각 기관/기업별 역할 및 추진 내역 ... 201
• 제 3 절 고용 창출 효과 ... 203
• 제 4 절 자체보안관리진단표 ... 204
• 제 4 장 사업화 계획 ... 205
• 제 1 절 시장 현황 및 전망 ... 205
• 제 2 절 사업화 계획 ... 206
• 1. 사업화 소요기간, 예상 매출 규모, 시장 점유율, 마케팅 계획 등을 기재 ... 206
• 제 3 절 향후 추가 기술 개발 계획(개발기술 응용 등) ... 207
• 끝페이지 ... 208