An Implantable Micro Check-Valve with A Pre-Stressed Membrane

초기 음력이 내재된 박막을 갖는 인체삽입용 마이크로 체크 밸브

본 논문은 수두증 환자의 체내에 삽입하는 파릴린 막체크 밸브의 제작과 시험에 관한 것이다. 파릴린 막 체크밸브는 세 가지 특징을 가지고 있다. 박막의 초기 인장응력에 따라 특정한 압력 이상에서 밸브가 열리고, 막과 밸브 입구의 크기에 따라 순방향과 역방향 특성을 서로 다르게 하며, 앤티사이폰 역할을 한다. 파릴린 체크 밸브는 상부 기판과 하부 기판으로 구성되어 있다. 하부 기판은 입구, 출구, 유로, 두 개의 완충챔버로 이루어져 있고, 상부 기판은 입구 박막과 두 개의 완충 챔버 박막으로 이루어져 있다. 하부 기판에는 밸브 구멍 주위에 밸브 시트를 두어 두 기판을 조립할 때 밸브 시트가 막을 변형시키면서 박막에 초기 인장 응력을 주도록 되어 있다. 또, 하부 기판에 특정한 각을 가진 유로 및 완충 챔버를 형성하여 역류 발생시 유체를 완충 챔버 쪽으로 흐르게 한다. 유한요소법(FEM)을 이용하여 박막과 밸브 입구의 크기, 박막의 두께 등을 변화시켜가며 박막의 응력과 변형을 해석하였고 해석 결과로부터 밸브 시트의 높이를 결정하였다. 마이크로머시닝으로 두 기판을 제작하고 조립한 후, 순방향과 역방향의 압력에 대한 유량을 측정하여 파릴린 체크 밸브의 특성을 시험하였다.