▲코넬대 연구팀이 개발한 소프트 장갑. (사진=코넬대)
美코넬대 연구팀이 손 부종(edema) 환자를 위한 스마트 장갑 '에데마플렉스(EdemaFlex)'를 개발했다고 테크엑스플로어가 25일(현지시간) 보도했다.
에데마플렉스는 손가락 다섯 개와 손바닥 전체에 걸쳐 총 37개의 액추에이터(구동 장치)를 탑재한 소프트 로봇 장갑이다. 7명을 대상으로 이뤄진 임상 시험 결과 30분동안 1회 착용하는 것만으로도 손 부피가 최대 25% 감소했다. 가정 내 자가 사용에도 안전한 것으로 확인됐다.
연구팀은 이번 연구 성과를 국제 학술지 '엔피제이 플렉서블 일렉트로닉스(npj Flexible Electronics)'에 발표했다. (논문 제목:EdemaFlex: textile-based soft-robotic platform toward personalized hand edema therapy)
이번 연구를 주도한 신디 카오(Cindy Kao) 교수는 형상기억합금 액추에이터를 활용해 손가락 한 개의 부종을 완화할 수 있는 기술인 '니트데마(KnitDema)'를 개발했으며, 이어 니트데마 등 소프트 의료기기를 더 효율적으로 제작하는 방법을 제시한 '메디니트(MediKnit)' 기술도 선보였다.
이번에 개발한 소프트 장갑은 손가락 끝에서 손바닥·손목 방향으로 순차적으로 압력을 가해 부종액을 손 밖으로 밀어내는 방식으로 작동한다. 편직 소재에 실 형태의 형상기억합금(SMA) 스프링을 직조하고 소형 인쇄회로기판(PCB)을 통해 순차적으로 활성화한다. 압박 시간과 강도는 환자별로 조절할 수 있다.
연구팀은 임상의팀과 협력해 환자별 해부학적 특성과 부종 원인에 맞게 압박 위치·강도를 조율했다. 환자 손의 이미지를 소프트웨어 플랫폼으로 전송하면 편직 기계가 이를 반영해 시제품을 제작하고, 임상팀의 피드백을 거쳐 최종 버전을 완성하는 방식이다.
임상 실험 결과 대부분의 참가자는 손 부피가 3~5% 감소했으며, 참가자 1명은 25%까지 줄었다.
연구팀은 "클리닉을 방문하지 않고도 집에서 착용만 하면 치료가 가능하다는 점에서 참가자들의 반응이 매우 좋았다"며 "하지 부종 등 신체 다른 부위로의 적용 확대도 추진할 계획"이라고 밝혔다.
백승일 기자 robot3@irobotnews.com
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