초록 ▼

본 연구목표는 다양한 스포츠 활동 중 무릎 인대의 과신전으로 발생할 수 있는 무릎손상의 예방 및 무통치료를 위해 기존 무릎보조기의 단점을 개선한 신소재 고탄성 섬유강화복합재료 무릎보조기를 개발하는 것이다. 세부적인 연구목표는 다음과 같다.

1) 스포츠로 언한 무릎손상 예방을 위화 무릎보조거의 최적 설계 - (주관 + 위탁)
a) 슬관절의 해부학적 · 운동학적 모션 분석
b) 슬관절의 해부학적 축과 무릎보조기의 기구학적 축의 최적합일모델 개발을 위한 3차원 모델링 및 유한요소해석 (FEM)
c) 무릎보조기

본 연구목표는 다양한 스포츠 활동 중 무릎 인대의 과신전으로 발생할 수 있는 무릎손상의 예방 및 무통치료를 위해 기존 무릎보조기의 단점을 개선한 신소재 고탄성 섬유강화복합재료 무릎보조기를 개발하는 것이다. 세부적인 연구목표는 다음과 같다.

1) 스포츠로 언한 무릎손상 예방을 위화 무릎보조거의 최적 설계 - (주관 + 위탁)
a) 슬관절의 해부학적 · 운동학적 모션 분석
b) 슬관절의 해부학적 축과 무릎보조기의 기구학적 축의 최적합일모델 개발을 위한 3차원 모델링 및 유한요소해석 (FEM)
c) 무릎보조기의 견인효과 강약에 따른 무릎통증 분석
d) 운동에 의한 무릎관절의 과대응력 분포 및 해당 인대 근육의 손상기전 분석

2) 착용감이 우수한 고탄성 섬유강화복합재료의 최적 설계 및 제작 - (주관)
a) 무릎통증 최소화 및 최적의 견인효과 유지가 가능한 대체재료(복합재료) 분석
b) 탄성 및 착용감이 우수한 섬유강화복합재료의 무릎보조기 적용을 위한 설계
c) 고탄성 섬유강화 복합재료의 기계적 특성 및 피로특성 연구
d) 오토크레이브(AutoClave)를 이용한 3차원 진공몰딩 성형
e) 기계적 강도 평가 및 해부학적 적합성 평가

3) 무통 무릎보조기 시작품의 임상 적용 및 평가 - (주관 + 위탁)
a) 고탄성 섬유강화 복합재료의 인체 유해성 평가
b) 착용자의 동적 거동 해석을 통한 경골의 전방전위 방지 능력 평가
c) 무릎보조기 착용 전후 각도 및 대퇴경골 축간의 동적 각도의 변화 측정
d) 과신전 상태에서의 체중 부하 흡수능력 평가
e) 승인작업 및 제품화

(출처 : 보고서 요약서)

Abstract ▼

1. Ideal design of a knee brace for sports injury protection
a) Anatomical and kinematic motion analysis of the knee
b) 3D modeling and FEA for an optimal model development fitting mechanical axis to anatomical axis
c) Knefe pain analysis following different off-loading conditions
d) Ana

1. Ideal design of a knee brace for sports injury protection
a) Anatomical and kinematic motion analysis of the knee
b) 3D modeling and FEA for an optimal model development fitting mechanical axis to anatomical axis
c) Knefe pain analysis following different off-loading conditions
d) Analyses of stress distribution and injury mechanisms in the knee during exercise

2. Optimal design and manufacturing Elastic Fiber Reinforced Composite (EFRC) for comfortable fit
a) Analysis of altemative material for pain reduction and optimal off-loading effect
b) Design a knee brace using EFRC for elasticity and comfort
c) Study of mechanical and fatigue characteristics of high elastic fiber reinforced composite
d) 3D vacuum molding using autoclave
e) Evaluation of mechanical strength and anatomical compatibility

3. Clinical evaluation of a knee brace prototype
a) Evaluation of EFRC in terms of harmfulness for health
b) Evaluation of preventability of abnormal tibial anterior translation in dynamic motion
c) Measurement of angular differences in anatomical and mechanical axes before and after wearing a new brace
d) Evaluation of load absorption ability during hyperextension
e) Process for approval and production

(출처 : Proiect Summary)

목차 Contents

• 표지 ... 1제 출 문 ... 2보고서 요약서 ... 3요약문 ... 4Project Summary ... 6Summary ... 7영문목차 ... 9목차 ... 10제1장 기술개발과제의 개요 ... 11 제1절 기술개발 목표 ... 12 제2절 기술개발의 필요성 ... 14 제3절 기술개발 과제의 구성 및 추진체계 ... 23 제4절 기술개발 과제의 추진일정 ... 25제2장 국내외 기술개발 현황 ... 26 제1절 무릎보조기용 힌지에 적용된 국내외 기술 ... 27 제2절 무릎보조기의 국내기술현황 ... 28 제3절 무릎보조기의 해외기술현황 ... 32 제4절 시장현황 및 전망 ... 40제3장 기술개발 내용, 방법 및 결과 ... 46 제1절 스포츠 무릎손상 예방을 위한 힌지 최적 설계 및 제작 ... 47 제2절 고탄성섬유강화복합재료 프레임 최적 설계 및 제작 ... 79 제3절 개발 기술의 임상 적용 및 평가 ... 100제4장 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 105 제1절 항목별 목표 달성도 ... 106 제2절 관련 특허 출원 및 등록 건수 ... 107 제3절 관련 연구 논문 리스트 ... 111 제4절 관련 분야에의 기여도 ... 113제5장 기술개발결과의 활용계획 ... 115 제1절 타 연구에의 응용 ... 116 제2절 사업화 추진 방안 ... 118 제3절 추가 연구의 필요성 ... 121제6장 기술개발 과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 122 제1절 치료 및 재활 효과에 비중을 둔 무릎보조기 ... 123 제2절 무릎보조기 기능을 전하지로 확장한 하지외골격체 개발 ... 126 제3절 Bi-plane X-ray 고정밀 투과 계측 시스템 ... 128제7장 무릎보조기용 섬유강화 복합재료의 피로특성평가 ... 129참고문헌 ... 220끝페이지 ... 225