• 한국전문물리치료학회지
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• 제10권4호
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• pp.1-15
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• 2003

본 연구는 슬관전 신전 직전에 수행된 선행 슬관절 굴곡이 슬관절 신전근의 최대 근력발생 및 근육 활성도(activation)에 미치는 영향을 알아보기 위하여 실시되었다. 16명의 정상인이 Cybex II 등속운동기구에서 3가지 다른 운동 속도($100^{\circ}/s$, $200^{\circ}/s$, $300^{\circ}/s$)와 2가지 다른 근육 활성 조건(선행부하가 없는 조건과 선행부하 조건)에서 슬관절의 최대 신전을 수행하였다. 연구대상자들에게 선행부하 없는 조건에서는 $90^{\circ}$ 슬관절 굴곡 상태에서 $0^{\circ}$까지 최대 신전을 수행하도록 하였고, 선행부하 조건에서는 구심성 슬와부 근육의 구심성 수축으로 $0^{\circ}$에서 $110^{\circ}$까지 굴곡한 후, 다시 $0^{\circ}$까지 최대 신전을 하도록 요구하였다. 종속변인으로는 내측광근과 외측광근의 최대 근전도와 최대 신전근력을 측정하였다. 실험 결과 최대 근전도와 최대 근력 모두 선행부하 조건에서 높게 나타났으며, 운동 속도가 증가함에 따라 최대 근력은 감소하는 전형적인 최대 근력-운동속도 상관법칙이 본 실험에서도 나타났다. 또한 운동속도와 전환속도 간의 간섭이 없는 것으로 나타나, 슬관절 신전근에 선행부하(preloading)를 가하는 것이 최대 근력-운동속도 상관법칙(force-velocity relation)에 영향을 미치지 못하는 것으로 해석되었다. 선행부하로 인해 증가된 최대 근력 및 근 활성도의 증가는 주로 신경촉진에 의한 것으로 해석된다.

• 생명과학회지
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• 제14권3호
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• pp.484-489
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• 2004

인공관절은 21세기 정형외과 발전의 주요변화들 중의 하나이다. 1997년이래 전 세계적으로 무릎인공관절(Total Knee Arthroplasty: TKA)을 사용하는 사람들이 해마다 약 600,000명씩 증가하고 있는 추세이고 미국에서만 인공관절을 사용하고 있는 사람들이 210,000명에 달하고 있으며 그 시장은 대략 $5 billion을 넘고 있다(7). 무릎인공관절은 일상생활에서 의자에 앉았다 일어날 때 계단을 올라 갈 때 등, 무릎의 근 모멘트가 적당한 활동을 해서 무릎관절 근육에 지레와 같은 작용을 하게 하고, 완전한 무릎으로 정상인의 무릎과 같은 기능을 오랫동안 유지하게 한다. 이러한 목적을 달성하기 위해서는 무릎인공관절 디자인 시 정상적인 무릎 회전축(normal knee's axes of rotation)들의 정확한 위치를 파악하는 것은 중요하다. 인공관절 수술 후 무릎관절의 신전과 굴곡 운동을 하는 동안 하나의 회전축(single-axes)을 가진 하나의 회전 반경(single-radius)을 알아보는 것은 여러 축(multi-axes)으로 움직이게 된다는 다축 회전반경(multi-radius)을 분석하기에 앞서 중요한 연구이다. 따라서 본 연구에 서는 무릎이 신전운동과 굴곡 운동 시 신전과 굴곡 모멘트를 만들어내는 대퇴 사두근(quadriceps muscle)과 무릎 오금근 (hamstring)의 역할을 알아보았고, 또한 모멘트와 대퇴 사두근의 iEMG 형태를 파악하였다. 본 연구를 수행하기 위해 무릎인공관절 수술을 받고 1년과 3년이 지난 정상적인 생활을 하는 피검자(1년2명, 3년2명)를 대상으로 Isometric 테스트를 위한 KIN-COM III을 사용하여 60$^\circ$, 30$^\circ$의 무릎굴곡 측정을 하였고, Isokinetic concentric 테스트를 위해서 무릎굴곡각도의 $10^\circ$-80$^\circ$까지 움직임을 측정하였다 또한 15$^\circ$-75$^\circ$까지의 신전운동(sit-to-stand movement)과 굴곡운동(stand-to-sit movement)을 실시하여 시간의 차이, 내전과 외전의 차이 그리고 iEMG의 차이를 알아보았다. 본 연구의 데이터는 여러 번의 실험을 통하여 가장 일반적인 수치를 사용하였다. 이 때 16-channel BTS TELEMG를 사용하여 대퇴사두근과 무릎오금근의 근육활동모양을 알아보았다. 본 연구결과는 시술 후 3년이 지나면서 TKR (Total Knee Replacement)의 대퇴 사두근 토큐가 약해지는 것으로 나타났고, iEMG 실험에서는 N-TKR (Non-Total Knee Replacement)의 대퇴 사두근이 TKR의 대퇴 사두근 보다 근 수축력이 더 크게 발휘되는 것으로 밝혀졌다. 단축회전반경의 굴곡과 신전의 $10^\circ$-80$^\circ$까지의 각 속도는 굴곡동작이 1.19s, 신전 동작이 1.68s로 나타났다. 굴곡과 신전동작에서 다리의 외전(abduction)의 각도변화는 굴곡 시 5.5$^\circ$, 신전 시 5.2$^\circ$로 나타났고, 내전(adduction)의 각도변화는 굴곡 시 7.2$^\circ$, 신전 시 6.1$^\circ$로 나타났다. 대퇴 사두근의 iEMG변화에서는 15$^\circ$-60$^\circ$까지 vastus medialis (VM), vastus lateralis (VL), rectus femoris (RF) 모두 굴곡동작에서 큰 값으로 나타났고, 61$^\circ$-75$^\circ$사이에서는 신전동작에서 iEMG가 큰 값으로 나타났다. 이와 같은 결과들은 인공관절 수술자들의 다축회전 반경을 분석하기에 앞서 중요한 선행연구가 될 것으로 생각된다.

• 생명과학회지
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• 제20권11호
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• pp.1704-1710
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• 2010

본 연구는 뇌졸중 발병 후 재활운동에 참가하는 환자들을 대상으로 재활운동 3개월이 지난 시점에서 1차 실험을 하였고, 6개월이 지난 시점에서 2차 실험을 하여 운동역학적 비교분석을 하였다. 실험에 사용된 장비는 영상분석기, 족저압분석기, 근전도분석기를 사용하였다. 대상자는 7명으로 하였으며 통계방법은 t-test분석 이용하였다. 결과는 엉덩관절의 최대신전 피크 값과 최대신전 피크 모멘트 값에서 통계적으로 유의한 차이를 나타내었다(p<0.05). 족저압의 비교에서는 환측 다리의 족저압에서 일반적인 걷기 동작시에 족저압의 중심이동거리에서 통계적으로 유의한 차이를 나타내었다(p<0.05). 근전도 분석에서는 대퇴사두근 중의 대퇴직근과 외측광근의 근력에서 통계적으로 유의한 차이를 나타내었다(p<0.05).

• 대한물리치료과학회지
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• 제16권3호
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• pp.29-34
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• 2009

Background: The purpose of this study was to investigate the usefulness of quadriceps exercise for improvement of knee extensor muscular function after cruciate ligament reconstruction. Methods: Participate in 18 of patients with cruciate ligament reconstruction, ACL & PCL reconstruction was 9 of patients, respectively. All subjects instructed that quadriceps exercise repeated daily, composed to QSE(quadriceps femoris setting exercise) and SLR(straight leg raises). Knee extensor muscular function was measured before and after quadriceps exercise. Initial test was measured before cruciate ligament reconstruction, and retest was measured 6month after cruciate ligament reconstruction. Results: Knee extensor muscular function significantly increased in both ACL and PCL reconstruction(P<0.05). Conclusion: The results of this study indicated that quadriceps exercise useful for improve knee extensor muscular function in patients with cruciate ligament reconstruction.

• 한국전문물리치료학회지
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• 제2권1호
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• pp.36-43
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• 1995

The purpose of this study was to determine whether the vastus medialis oblique muscle(VMO) had greater electrical activity than the vastus lateralis muscle(VL) when hip adduction and knee extension exercise were performed. Electrical activity of the VMO and VL was measured on 42 healthy subjects (28 men, 14 women) during maximal voluntary isometric contractions of hip adduction and knee extension by an EMG-BIOFEEDBACK. The results showed that the electromyographic activity of the VMO was significantly greater than that of the VL during the hip adduction exercise. Differences noted with knee extension by performing hip adduction exercises. Isometric hip adduction exercises, therefore, may be advisable in the treatment of patients with patellofemoral pain.

• 재활복지공학회논문지
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• 제6권2호
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• pp.43-48
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• 2012

본 논문에서는 Electromyogram(EMG) 신호와 허벅지 각도 측정 장치, 발바닥 저항 센서를 이용하여 보행의 단계를 판단하는 방법을 제시한다. 신호의 측정을 위하여 건강한 성인 남성 5명을 대상으로 실험을 실시하였고 정상 보행에서의 EMG, 허벅지 각도, 발바닥 저항 센서를 통한 변화를 측정 하였다. EMG 신호의 획득을 위하여 실험자의 대퇴 사두근, 대퇴 이두근, 전경골근, 장딴지근에 Ag/AgCl 표면 전극을 부착하였으며, 양측 발뒤꿈치와 앞꿈치에 저항센서를 부착 하였다. 허벅지 각도 측정 장치는 굴곡 25도, 신전 20도 까지 범위를 가지며 이를 통하여 허벅지의 각도를 측정 하였다. 실험 결과 보행 시 입각기와 유각기를 명확히 판단 할 수 있었으며 세부적으로 8단계의 보행 상태를 판단 할 수 있었다.

• 대한정형외과스포츠의학회지
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• 제9권1호
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• pp.7-15
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• 2010

전방 슬관절 동통 증후군은 여러 가지 형태의 다양한 원인으로 서서히 양측 슬개-대퇴 관절 내 또는 주위에 동통을 야기하는 증상이다. 원인으로는 하지의 부적절한 생역학, 전체적인 신전 기전의 병변, 슬개-대퇴 관절 병변, 슬개골 자체의 병변 또는 부정정렬, 단단한 연부조직, 약화된 근육 등이며, 전방 슬관절 동통 증후군을 평가하기 위해서는 슬개골 정열의 측정이 필요하고 현재 이학적 검사 및 방사선 검사 등 다양한 방법이 사용되어 진단 및 치료 정도를 평가하는데 사용되고 있다. 치료는 슬관절 전방 통증의 원인에 따라 결정되며, 주로 수술적 치료보다는 약물 치료나 대퇴사두근 근력 강화 운동, 함스트링 스트레칭운동 등이 보편적으로 사용되고 있다. 경부목 또는 내측 경골 스트레스 증후군은 전내측 경골 원위 2/3 부위에서 발생되는 통증을 의미하며, 반복적이고 조화되지 않는 충격이 하퇴부에 가해지는 스포츠를 하는 체육인에게 흔히 발생된다. 문제의 원인을 정확히 파악하여 진단하는 것이 치료에 매우 중요하며, 따라서 원인, 치료, 재활 및 예방까지 여러 이론이 보고되었다. 치료는 통증이 심할 경우 휴식과 함께 얼음찜질을 실시하며, 진통제를 복용하여 통증을 완화시켜 주는 것이 좋으며, 또한 다리 근육을 강화시켜 줄 수 있는 운동을 하며, 적절한 재활과 예방적 처치가 추후 재발을 방지하는 데 도움이 된다.

• 대한골관절종양학회지
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• 제7권4호
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• pp.139-143
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• 2001

목적 : 근위 경골 종양의 광범위 절제술에 따른 재건술은 적절한 연부 조직의 피복(cover age), 슬관절 신전 장치(knee extensor apparatus), 특히 슬개건의 견고한 재부착이 어려워 슬관절의 기능적 결과가 만족스럽지 않은 것으로 알려져 있는바, 근위 경골의 골육종으로 광범위 절제 후 종양 대치물 삽입으로 사지 구제술을 시행 받은 환자에서 기능을 평가하고 문제점을 분석하기 위하여 본 연구를 시행하였다. 대상 및 방법 : 1992년 4월부터 1998년 10월까지 경골 근위부의 골육종으로 확진된 후 종양 대치물을 이용한 사지 구제술을 시술 받은 11명을 대상으로 하였다. 남자가 6명, 여자가 5명이었으며, 환자의 나이는 15세에서 65세로 평균 23.7세였다. 추시 기간은 최단 1년에서 최장 4년 6개월로, 평균 2년 5개월이었다. 최종 기능평가는 1993년 국제 사지 보존 회의(International Symposium On Limb Salvage; ISOLS)에서 수정 보완한 방법을 이용하여 동통, 기능(functional activity), 환자의 정서적 만족도(emotional acceptance), 보조기 사용여부(use of external support), 보행 능력(walking ability), 그리고 보행 상태(gait)등 여섯 가지로 나누어 평가하였다. 각각의 요소를 최하 0점에서 최고 5점으로 하고 그 중간을 정도에 따라 1, 2, 3, 4점으로 점수화하여 정상 기능에 대한 백분율(% )로 표시하여 분석하였다. 결과 : 기능 평가 성적은 정상 기능에 대해 최고 86.7%에서 최저 53.3%로 평균 68.3%를 나타냈으며, 세부적으로 보면 동통이 82.5%, 기능이 62.5%, 정서적 만족도가 67.5%, 보조기 사용여부는 77.5%, 보행능력은 62.5%, 보행상태는 57.5%였다. 슬관절의 평균 운동범위는 신전 5도, 굴곡 85도였으며, 5례에서 최소 5도, 최고 15도, 평균 10도의 신전 제한(extension lag)을 보였다. 합병증으로는 2명에서 수술 후 감염 소견을 보였으며 1명은 항생제 치료로 호전되었으나 다른 1명은 종양 구조물 제거 후 관절고정술로 전환이 필요하였다. 결론 : 경골 근위부의 골육종 환자에서 광범위 절제 후 종양 대치물 삽입에 의한 사지구제술의 기능 평가 성적은 감염이 합병되지 않은 경우에는 전반적으로 양호하였으나, 동통 소실, 보조기 사용여부에 비해 슬관절의 부분 강직 및 extension lag로 인해 기능, 정서적 만족도, 보행등에서 덜 만족스러웠다. 임상적으로 더 만족스러운 결과를 얻기 위해 수술 후 대퇴사두근 강화 운동 및 굴곡 운동 등의 적극적인 재활 치료가 필요한 것으로 생각된다.

• 한국응용과학기술학회지
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• 제36권3호
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• pp.1028-1040
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• 2019

본 연구는 내리막 달리기(downhill running, DR) 후 초음파 영상분석을 이용해 대퇴사두근 무리(quadriceps group, QG) 내 근손상의 국소화 여부를 검증하고, DR 동안 운동 강도가 운동유발성 근손상(exercise-induced muscle damage, EIMD) 및 근육 반향세기 변화에 미치는 영향을 규명하려는 목적으로 수행되었다. 규칙적인 신체활동이 없는 건강한 남성 11명이 무작위 교차설계에 따라 서로 다른 강도[low-intensity DR session($50%HR_{max}$), LDR; high-intensity DR session($70%HR_{max}$), HDR]의 DR 운동을 수행하였다. DR 후 EIMD의 심각성은 혈청크레아틴 키나아제(creatine kinase, CK) 활성 수준 변화와 함께 신경근 기능 지수로서 무릎 신전근의 최대 수의적 등척성 수축(maximal voluntary isometric contraction, MVIC) 및 관절가동범위(range of motion, ROM) 변화를 통해 결정되었다. 회색조 분석을 적용한 근육 반향세기 평가는 DR에 따른 QG 내 국소 근육별(rectus femoris, RF; vastus lateralis, VL; vastus medialis, VM; vastus intermedius, VI) 손상 양상을 탐지하기 위해 활용되었다. 모든 세션에서 혈청 CK 활성 수준과 VL 및 VM의 근통증 정도는 운동 후 24시간째(RF의 경우 각각 LDR 24시간째와 HDR 48시간째) 최대에 이르렀으며, 혈청 CK 수준에서 운동 강도에 따른 유의한 차이(p<.05)가 나타난 반면 근통증에서 세션 간 통계적 차이는 없었다. 무릎 관절을 이용한 MVIC 및 ROM과 같은 신경근 기능 지표 및 VM을 제외한 모든 QG 근육 반향세기는 운동 직후 극적으로 감소 또는 증가 후 72시간까지 점진적 회복 양상을 나타내었다. 그러나 신경근 기능 지표에서 운동 강도에 따른 통계적 차이는 없었으나 RF 및 VL 반향세기에서 세션 내 및 세션 간 유의한 차이(p<.01)를 나타내었다. 본 연구의 결과로 ECC를 함유한 DR 운동 시 운동 강도는 DOMS 및 신경근 기능 지표에 부분적으로 영향을 미칠 가능성이 있으며, 특히 혈청 CK 수준과 함께 RF 및 VL의 근육 반향세기는 운동 강도의 영향을 직접적으로 반영한다는 사실을 알 수 있다. 또한, 현재 연구결과는 DR 동안 ECC를 겪는 QG 내 국소 근육 간 근손상 정도가 다를 수 있으며 초음파 근육 반향세기가 국소 근육의 EIMD 심각성을 차별화할 수 있는 유용한 평가기법임을 뒷받침하고 있다.

• 생명과학회지
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• 제18권11호
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• pp.1532-1537
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• 2008

무릎인공관절 단축범위 수술자와 다축범위 수술자를 대상으로 영상분석과 근전도 분석 그리고 운동생리학적 분석을 통하여 얻은 결과는 다음과 같다. 한 계단 오르기와 내리기 동안 소요시간은 대상자들 간에 통계적으로 큰 차이(p=0.380, p=0.171)는 없었지만 평균에서는 약간의 차이가 나타났다. 단 축범위 수술자가 다축범위 수술자보다 오르기와 내리기에서 평균속도가 빠른 것으로 나타났다. 한 계단 오르기 동안 고관절의 각속도, 무릎의 각속도, 발목의 각속도는 세 관절 모두 통계적으로는 유의한 차이(p=0.078, p=0.095, p=0.069)는 없었지만 평균의 비교에서는 단축관절 수술자가 다축관절 수술자보다 빠르게 나타났다. 한 계단 오르기 동안 관절의 최대 토크는 통계적으로 차이(p=0.052, p=0.096, p=0.134)는 나타나지 않았으나 평균의 비교에서는 단축관절 수술자가 다축관절의 수술자보다 각관절의 토큐가 모두 크게 나타났다. 굴곡과 신전으로만 움직이게 단축으로 제작된 인공관절에서는 볼 수 없는 변인으로서 연구의 의미가 있다고 사료된다. 계단 오르기와 내리기 동안 외전과 내전이 일어나는 각도를 알아본 결과 통계적으로는 큰 차이는 없었으나(p=0.103) 계단 오르기 동작 ($6.2^{\circ},\;7.8^{\circ}$)이 내리기 동작($5.8^{\circ},6.4^{\circ}$)보다 약간 크게 나타났다. 다축범위 수술자와 단축범위 수술자의 등장성 수축 시 하지의 근육변화를 알아보기 위하여 $15^{\circ}-75^{\circ}$ 사이의 무릎을 펴는 동안 VM, VL, RF, BF, ST의 근육들의 EMG값을 비교해본 결과 통계적으로 유의한 차이(P<0.05)가 나타났다. Table 5에서 보면 다축범위 수술자와 단축범위 수술자간에 대퇴사두근과 무릎오금근에서 유의한 차이(p<0.05, p<0.01)를 나타내고 있다. 무릎을 펴는 등장성 수축 동작에서 VM EMG값은 단축범위 수술자가 다축범위 수술자보다 $31^{\circ}-45^{\circ}$ 그리고 $61^{\circ}-75^{\circ}$에서 더욱 크게 나타났다. BF EMG값은 모든 구간에서 단축범위 수술자가 다축범위 수술자보다 크게 나타났다. 서로 다른 4그룹에서 운동 강도별 피험자의 체지방율의 변화는 젊은 일반군(C), 노인군(E), 단축범위 수술자(S), 다축범위 수술자(M) 에서 운동시기별 측정값의 통계적 유의한 차이는 나타나지 않았으나, C 그룹에서 시기별 체지방률이 감소하였고, 고강도 운동인 HI 시기에 가장 낮은 값을 나타내었다. 반면에 E, S 및 M 그룹에서는 시기별 감소하는 경향은 있었으나, 증가된 곳도 있고 HI 시기에서는 모든 그룹에서 감소하였다. 하지만 모든 시기에서 통계적인 차이를 나타내지 않았다. 서로 다른 4그룹에서 운동강도별 피험자의 안정시대사량의 변화는 그룹별 용이한 비교를 위하여 체표면적으로 나눈 값으로 표기하였다. C 그룹에서 시기별 안정 시 대사량 값이 증가하여 저강도 운동 후 가장높은 값을 보였고 통계적으로도 유의하게 증가함을 알 수 있었다(p<0.05). 서로 다른 4그룹에서 운동 강도별 피험자의 평균에너지 지출량의 변화는 운동 중과 운동 후 30분간의 에너지 지출량의 평균값을 나타낸 것으로 시기별 C 그룹에 대하여 다른 그룹을 비교 하였다. 우선 고강도 운동 시 C 그룹에 비해 E, S, M 그룹에서 낮은 에너지 소비량 값을 보였고, 모든 그룹에서 통계적으로 낮은 값을 보였다(p<0.05). 그리고 이러한 결과는 저 강도 운동에서도 같은 경향을 보이며 나타났는데, 저강도 운동 시 평균 에너지 지출량은 C그룹에 비하여 E, S, M 그룹에서 낮은 에너지 소비량 값을 보였다. 무릎인공관절 단축범위 수술자와 다축범위 수술자를 대상으로 운동역학적인 변인과 운동생리학적 변인을 동시에 병행하여 연구를 시도한 결과 우선 실험상의 어려움들이 많이 나타났다. 현재는 인공관절 수술이 두 종류의 형태뿐만 아니라 재료가 다른 여러 종류의 인공관절도 제작되고 있다. 계속적으로 추가적인 연구가 실시되어야 할 것으로 사료된다.