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휴먼기계바이오공학부 위재연 씨, SCI급 국제학술지에 연구 결과 발표

휴먼기계바이오공학부엘텍공과대학 휴먼기계바이오공학부 17학번 위재연 씨(지도교수 이태용)가 학부생으로는 이례적으로 SCI급 국제학술지에 제1저자로 논문을 발표해 주목받고 있다.

위재연 씨의 논문 ‘60분 적응 후 정상 보행시 다중 경도 신발의 생체역학적 효과(Biomechanical effects of variable stiffness shoes in normal walking after 60-minute adaptation)’은 국제학술지인 ‘국제정밀공학제작학회지(International Journal of Precision Engineering and Manufacturing)’ 온라인 판에 최근 게재됐다.

관절염은 75세 이상 인구의 절반이 경험할 정도로 현대인에게 흔한 질병으로, 수술 없이 효과를 볼 수 있는 새로운 접근방식이 요구되고 있다. 신발 내 안창과 밑창 사이에 깔리는 중창의 경도를 달리한 다중 경도 신발(Variable Stiffness Shoes) 착용이 관절염의 직접적 원인을 제공하는 ‘무릎 내전 모멘트(External Knee Adduction Moment)’ 감소에 도움을 주는 것으로 밝혀졌지만, 그 효과가 신발에 적응한 후에도 남아 있는지는 알려져 있지 않았다.

위재연 씨가 주도한 연구에서는 신발 중창 부분 내·외측 경도를 1:1.6의 비율로 다르게 설정한 다중 경도 신발을 사용해 동작과 근전도 활성도를 분석함으로써 신발 착용 직후와 60분 적응 후의 생체역학적 효과를 비교했다. 신체 건강한 20대 남녀 20명을 대상으로 일반 신발과 다중 경도 신발을 번갈아 신고 보행하기와 다중 경도 신발에서 60분 동안 적응한 후 보행하기의 총 3가지 실험을 진행한 결과, 다중 경도 신발을 착용한 직후와 60분 적응 후 모두에서 실험 대상자의 무릎 내전 모멘트가 유의미하게 감소하는 것으로 나타났다.

본 연구를 통해 다중 경도 신발이 외과적 수술이 아닌 방법으로 무릎 내전 모멘트를 줄여 관절염 초기 시작을 늦출 뿐 아니라, 관절염 발생 후에도 통증 완화의 효과를 볼 수 있다는 것이 증명됐다. 또한 현대인들이 매일 착용하는 신발이 단지 발을 보호하는 전통적 역할을 넘어 향후 의료기기로의 발전가능성을 보여준 연구라고 할 수 있다.

위재연 씨는 “병환 중이신 할머니가 거동에 어려움을 겪는 것을 보고 의료기기에 관심이 생겨 휴먼기계바이오공학부에 진학, 1학년 때부터 학부연구생활동 및 한국과학창의재단 학부생연구프로그램(URP) 참여를 통해 의료기기 기능이 있는 신발에 대한 연구를 지속해왔다”며 학부연구생활동과 유학을 통해 향후 교수로서 의공학 분야의 최고 권위자를 목표로 하고 있다는 포부를 밝혔다.

교신저자인 이태용 교수는 “학부생 주도 연구가 SCI급 논문에 게재되는 것도 좋지만, 실험실 연구 결과가 실제 제품에 반영되는 ‘벤치 투 마켓(Bench To Market)’의 좋은 예가 된다는 점에서 의미가 있다”고 강조했다. 또한 “이는 산업 연계형 교육 활성화라는 휴먼기계바이오공학부의 발전상과 일치하는 것으로 향후 산업체와의 지속적인 연구를 수행하겠다”고 덧붙였다. 글로벌 아웃도어 브랜드 (주)블랙야크는 이번 연구 결과를 바탕으로 다중 경도 신발의 장기적 관절염 예방효과를 위해 본교와의 연구협력을 논의하고 있다.