Journal of Biomedical Engineering Research (대한의용생체공학회:의공학회지)

The Korean Society of Medical and Biological Engineering (대한의용생체공학회)
권호 표지

Effect of Heat Treatment on Properties of Tungsten Embolization Coils

텅스텐 색전코일의 특성에 미치는 열처리 효과

  • Son, Ung-Hui (Dept. Materials Science and Engineering, Korea Advanced Institute of Science and Technology) ;
  • Hong, Sun-Hyeong (Dept. Materials Science and Engineering, Korea Advanced Institute of Science and Technology) ;
  • Sin, Gyeong-Min (Taewoong Medical. Inc.) ;
  • Lee, Yun-Sin (Dept. of Radiology and Institute of Biomedical Engineering, College of Medicine, Seoul National University) ;
  • Park, Jae-Hyeong (Dept. of Radiology and Institute of Biomedical Engineering, College of Medicine, Seoul National University)
  • 손웅희 (한국과학기술원 재료공학과) ;
  • 홍순형 (한국과학기술원 재료공학과) ;
  • 신경민 (태웅 메디컬(주)) ;
  • 이윤신 (서울대학교 의과대학 방사선과학교실) ;
  • 박재형 (서울대학교 의과대학 방사선과학교실)
  • Published : 1998.08.01
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Abstract

The effect of heat treatment conditions on the properties of tungsten(W) embolization coils has been evaluated. The W embolization coils were fabricated by coiling the primary W coil with a diameter of 30.mm on a alumina rod mandrel with a diameter of 2.92mm. The secondary coils were then heat treated at 475$^{\circ}C$and 600$^{\circ}C$ for various heat treatment time ranging from 5 minutes to 36hours. The pitch distance, diameter and shape retention capability of the W embolization coils were characterized after the heat treatment. The pitch distance of the W embolization coils increased with the heat treatment time. The diameter of W emboliazation coils decreased continuously with heat treatment time. The shape retention capability of the W embolization coils increased with the heat treatment time due to an increase in elasticity by formation of tungsten oxide film on W coil surface during the heat treatment. The heat treatment condition of W embolization Col at 600$^{\circ}C$ for 20 minute was considered desirable based on the optimization of the shape retention capability, pitch distance and secondary coil diameter after heat treatment.

본 연구에서는 혈관폐색을 위한 색전코일의 열처리 제조공정 조건을 연구하였다. 2.92mm의 알루미나 심재에 1차코일을 감은 후 475$^{\circ}C$와 600$^{\circ}C$에서 열처리하여 2차코일을 제조하였으며, 열처리 시간에 따른 2차코일의 피치간격, 내경 및 형상복원성을 평가하였다. 2차코일의 피치간격은 475$^{\circ}C$와 600$^{\circ}C$에서 각각 잠복기를 가진 후 열처리 시간이 증가함에 따라 증가하였다. 2차코일의 내경은 열처리 시간이 증가함에 딸 연속적으로 감소하였다. 이 원인은 열처리 초기에 회복에 의하여 재료의 내부에너지가 감소되면서 2차코일의 피치간격과 내경이 감소되나, 열처리 시간이 증가됨에 따라 텅스텐 표면의 산화물이 형성되면서 탄성이 증가되기 때문에 피치간격이 증가하는 것으로 분석되었다. 2차코일의 형상복원성은 텅스텐코일의 표면에 형성된 텅스텐 산화물이 탄성을 증가시킴으로 인해 열처리 시간이 증가함에 따라 연속적으로 증가하였다. 열처리 온도 영향을 비교하면 산화물형성 속도가 빠른 600$^{\circ}C$가 475$^{\circ}C$보다 더 우수한 형상복원성을 나타내었다. 텅스텐 색전코일의 제조공정 연구결과 2차코일의 피치간격, 내경 및 형상 복원성을 최적화하기 위해서는 600$^{\circ}C$에서 20분간 열처리하는 것이 적절한 조건인 것으로 조사되었다.

Keywords