최신 안과 의학번역 : 안구건조증과 콘택트렌즈

최신 안과 "의학 논문 번역" 그 스무번째 논문은 ~~~

 콘택트렌즈로인한 안구건조증의 치료 와 관련된 논문입니다.

Clinical Ophthlamology 에 발표된 일본 연구, Prolonged increase in tear meniscus height by 3% diquafosol ophthalmic solution in eyes  with contact lenses  입니다.

흔히 렌즈 라고 하면 소프트 렌즈, 하드 렌즈로 분류합니다. 

그외에 특수 렌즈라고 할수 있는, 1) 미용목적으로 착용하는 소프트 렌즈의 일종인 컬러렌즈 2) 자기전에 끼는 하드렌즈의 종류인 드림렌즈 정도로 분류 할수 있을 것입니다.

최근들어 라식, 라섹, SMILE 등의 각막 절삭 굴절 교정 수술이나, 렌즈 삽입술= ICL 삽입술 (implantable contact lens implant surgery) 이 많아지게 되면서, 렌즈에 대한 수요가 점차 줄어들고 있습니다. 하지만 여전히 안경의 불편함을 느끼는 분들이 처음으로 찾는 "안경을 벗을수 있는 수단"은 렌즈 인경우가 많습니다.

가격적인 측면과 접근성에서 렌즈를 끼는 것이 가장 합리적인 선택입니다. 보통 처음으로 접하는 렌즈는 순수한 시력교정 용이나 미용목적이 가미된 컬러렌즈로 "소프트" 렌즈이고, 보통 안경점에서 처음 처방을 받아서 사는 경우가 가장 많습니다. (미용 목적의 컬러 렌즈는 여기에서는 논외로 하겠습니다.)

"소프트 렌즈"는 특유의 말랑말랑한 재질과, 각막 전체를 다 덮는 디자인으로 인해 처방하기가 쉽고, 사용자 입장에서도 착용하기가 쉽고 적응하기도 쉽습니다. 특히 렌즈를 처방할때 눈의 도수, 즉 기존의 안경 도수만 알고 있으면 그외의 다른 특수한 검사도구가 없어도 처방할 수 있기 때문에 안경점에서 쉽게 처방을 받을수 있고 소비자 입장에서는 접근성이 뛰어납니다.

하지만 이러한 소프트 렌즈는 장시간 착용(하루중 오래 착용)하거나 장기간 착용(수 년간 착용) 하게 되면 필수불가결 하게 부작용이나 합병증들이 발생할 수 있습니다.

어느 렌즈에서나 공통적으로 발생할수 있는 "감염의 문제"나 "렌즈의 위치이상, 뒤틀림, 각막의 상처 등의 Mechanical 문제"를 제외하고도, 소프트 렌즈는 그 재질와 디자인(각막 전체를 다 덮는 생김새)로 인해서 각막의 건조함(수분부족) 과 저산소증의 문제를 가집니다.우선 각막의 건조함(수분부족)의 문제 부터 이야기 하겠습니다.

소프트 렌즈는 말랑말랑 하게 만들어져야 하기에 수분을 포함하고 있고, 착용시 각막위에서도 이질감 없이 촉촉하게 유지되기 위해서 만들기 위해서 Hydrogel (HEMA ; hydroxyethyl methacrylate)라는 재질로 되어 있습니다. 이 Hydrogel 성분은 이름에서 유추할수 있듯이(Hydro) 수분을 많이 빨아 당기는 성질이 있습니다. 즉, Hydrogel 렌즈는 컨택트 렌즈 자체가 주변에서부터 물을 빨아들여서 렌즈 자체를 촉촉하게 유지하는 특징을 가지고 있습니다. 

이는 한편으로 생각하면 렌즈가 건조해져서 말라 비틀어지는 것을 방지하며, 렌즈를 만졌을때 렌즈 자체가 지속적인 촉촉함을 유지하는 역할을 하게 되지만,.. 한편으로는 각막(검은동자, 투명동자)의 습윤성을 지켜주어야 하는 눈물을 렌즈가 다 뺏어가서, 각막의 건조함이 유발되기도 합니다. 즉, Hydrogel 소프트 렌즈의 장시간 & 장기간 착용은 눈을 보호해주어야할 눈물이 렌즈에 모두 흡수되어 버려, 안구는 건조해지고(안구건조증), 알러지 결막염이 발생할 수 있습니다. Hydrogel 의 수분을 흡수하려는 정도를 함수율이라고 하며, 함수율이 높을수록 렌즈 자체는 물을 많이 흡수하여 촉촉하지만, 그만큼 눈은 건조해 질수 있습니다.

   

이러한 문제를 보안하기 위해서 Hydrogel 성분에 Silicone 을 합쳐서 만든 Silicone Hydrogel 렌즈가 새롭게 나왔습니다. 이는 수분을 흡수하려는 성질이 적은, 함수율이 낮은 즉 저-함수율 렌즈 입니다. 함수율이 낮더라도 Silicone Hydrogel 자체의 특성으로 말랑말랑함과 눈에 닿았을때의 편안함을 가지고 있습니다. 각막의 건조함을 유발하지 않으면서도 만져보면 촉촉한 렌즈가 바로 TV에서 강소라 씨가 "워터렌즈"라고 광고한 Silicone hydrogel 재질의 소프트 렌즈 입니다.

각종 소프트 렌즈 광고에서 "워터", "아쿠아", "워터 그라이언트"라는 말이 있는 렌즈들은 Silicone Hydrogel 성분을 뜻하는 경우가 많습니다. 이들은 공통적으로 기존의 Hydrogel 렌즈에 비해서 가격이 비싸지만, 눈의 건조함을 유발하지 않는 렌즈의 촉촉함 을 특성으로 하고 있습니다. 이러한 Silicone Hydrogel 렌즈의 발견 및 제품 개발이후로 렌즈는 렌즈 자체의 촉촉함을 유지하면서도 눈의 촉촉함 역시도 유지할 수 있게 되었습니다.

Silicone Hydrogel 렌즈는 기존의 Hydrogel 렌즈에 비해서 눈의 촉촉함, 각막의 습윤성을 해치지 않으면서도 렌즈 자체의 촉촉함을 유지한다는 점에서 획기적인 발전입니다. 하지만 제아무리 워터 렌즈, 아쿠아 렌즈라고 하더라도 장시간, 장기간의 착용은 여전히 안구건조증을 유발하게 됩니다. 제아무리 좋은 소프트 렌즈라도 필수불가결하게 인공눈물의 보충 등, 안구 건조증에 대한 대책 방안을 마련해야만 합니다

다음으로 또다른 소프트 렌즈의 문제점은 각막의 저산소증의 문제입니다.

CLARE (Contact Lens associated Acute Red Eye)

사진에서 보듯이 소프트 렌즈는 각막 전체를 다 덮고 있는 디자인을 하고 있습니다. 각막(검은동자, 투명동자)은 그 투명성을 유지하기 위해서 지속적으로 포도당과 산소를 소모하면서 대사를 하게 되는데...

포도당은 안구 내부, 즉 각막과 수정체 사이의 "전방"이라는 공간에서 주로 공급을 받고, 각막 주변의 결막 및 윤부(각막과 결막의 경계부위)의 혈관으로 부터 일부 공급을 받습니다.

산소는 각막 주변의 결막 및 윤부의 혈관으로 부터 일부 산소 공급을 받지만 주로 받는 경로는 눈을 뜬상태에서 공기중의 산소를 공급 받는 것입니다. 

눈을 뜨고있을때 각막에의 산소공급

렌즈와 무관하게 정상적으로 우리가 잠을 잘때 눈을 감고 자게 되면, 각막은 공기중의 산소를 공급받지 못하게 되어, 각막의 세포들이 저산소증에 빠져서 세포 부종이 발생하여 약 5 % 가량 까지 세포부종이 발생할수 있습니다. 이러한 세포부종은 투명동자(각막)의 투명성을 해치는 "혼탁"이기 때문에 눈앞이 뿌옇게 보이고 흐려보이게 합니다. 하지만 5% 정도의 세포부종은 아침에 눈을 떠서 공기중에 노출 되는것 만으로도 정상적으로 부종이 빠지기 때문에 금새 시력이 회복됩니다.  아침에 자고 일어났을때 눈이 뿌옇고 흐려보이는 원인 중의 한가지는 바로 이 세포부종입니다.

눈을 감고있을때 각막에의 산소공급

그럼 렌즈를 끼고 있는 상태에서 산소 공급은 어떻게 이루어 질까요? 

공기중의 산소가 렌즈에 닿아서 직접 렌즈에 녹아들고, 이 산소분자가 렌즈 내부의 분자들을 지나서 투명동자에까지 도달하는 방식과...(아래의 왼쪽사진)

산소분자는 눈물에 녹아들게 되고 눈을 깜빡깜빡 할때마다 눈물이 렌즈 뒷면과 각막사이로 흘러들어가게되고, 이렇게 "렌즈 뒷면 & 각막 사이의 공간에 있는" - postlens space 의 눈물이 각막에 산소공급을 하는 방식...(아래의 우측사진)   이 있습니다. 

   

 소프트 렌즈와 하드렌즈 에서 두가지 방식이 모두 일어나긴 하지만 각각 메인으로 일어나는 방식이 다릅니다. 

소프트 렌즈의 경우 렌즈에 직접 용해된 산소 분자를 통해서 각막에 산소가 공급되는 diffusion mechanism 에 의해서 주로 일어나게됩니다. (좌측사진) 

소프트 렌즈의 각막 전체를 모두 덮는 디자인으로 인해서 각막전면과 렌즈 후면 사이의 공간 postlens space 로의 눈물의 순환이 원활하지 않습니다. 눈을 깜박깜빡이는 눈꺼풀의 pump에 의해서 눈물이 렌즈 뒤편으로 순환한다는 pumping mechanism 은 소프트 렌즈에서 중요도가 낮기는 하지만 여전히 무시할수는 없습니다. (우측사진)

하드렌즈의 경우 각막 전체를 모두덮지 않고 전체 각막의 크기보다 렌즈의 크기가 작기에 하드렌즈 뒤로 눈물의 순환이 일어날 수 있습니다. 이러한 눈물의 순환은 눈을 깜빡일때마다 일어나기 때문에 이러한 눈물의 순환을 극대화 시키기 위해서는 하드렌즈를 끼는 분에서는 눈을 깜빡깜빡이는 연습이 필요하게 됩니다.  즉, pumping mechanism 이 기본입니다. (우측사진)  

하드렌즈 재질은 과거에는 렌즈를 통한 산소의 diffusion이 거의 이루어 지지 않았던 PMMA 재질이었습니다.  최근에는 Silicone 을 같이 중합한 형태로 렌즈를 통한 산소의 diffusion을 최대화 하였습니다. 최근의 이러한 하드렌즈를 그 특성을 따서 RGP(Rigid Gas Permeable) 라고 합니다. 결론적으로 최근의 하드렌즈는 pumping mechanism 이 기본이며, 좌측사진 처럼 diffusion mechanism 에 의해서도 산소 공급이 이루어 집니다. (좌측사진)

렌즈를 끼시는 분들에서 가끔 술을 한 잔 한날이나 너무 피곤한날 자신도 모르게 렌즈를 빼지않고 주무신 경우가 있을 겁니다. 렌즈를 빼지 않고 아침에 자고 일어나면 1) 눈이 건조하고 뻑뻑한것 뿐 아니라 2) 눈이 따갑고 눈을 뜨기가 힘들고 3) 눈이 충혈되고 4) 앞이 뿌옇게 잘 보이지 않는 증상까지 동반됩니다.   이때 렌즈를 빼면 괜찮아 지겠지 라고 생각하고 렌즈를 빼는 순간 2) 눈의 따가움, 눈을 뜨기 힘든 증상이 더욱 심해지고 3) 눈의 충혈도 더욱 심해지게 됩니다.  이는 CLARE (Contact Lens associated Acute Red Eye) 라고 하는데, 렌즈에 의해 유발된 저산소증의 "급성기" 형태입니다. 이는 보통 위에서 이야기한 고함수율 렌즈에서 더 잘 나타나고, 렌즈가 타이트할 경우(tight fitting) 더 잘 생긴다고 알려져 있습니다. 그 증상이 심한경우 안과 진료를 받고 며칠간 안약으로 치료를 해야합니다.

한편 수년 이상의 장기간의 렌즈 착용에 의해서 발생할수 있는 만성적인 문제는 각막의 신생혈관의 생성입니다(corneal neo-vascularization). 위에 있는 이 사진을 자세히 보면 단순히 결막의 충혈뿐 아니라 각막 주변부에서 자라나오는 혈관을 볼수 있습니다.  아래의사진은 소프트 렌즈로인해서 발생할수 있는 저산소증으로 인해 생길수 있는 급성적 & 만성적인 합병증을 모두 갖고있는 모습입니다. 

CLARE (Contact Lens associated Acute Red Eye)

소프트 렌즈에서 주로 일어나는 산소공급 방식인 diffusion mechanism 은 렌즈내부로 산소가 직접 녹아드는 방식이기에 렌즈 자체의 구성 재질 즉 성분과 관련이 있습니다.

이 구성 재질은 결국 수분 공급 문제 에서 이야기한 Hydrogel (HEMA ; hydroxyethyl methacrylate)라는 재질과 Hydrogel 성분에 Silicone 을 합쳐서 만든 Silicone Hydrogel 재질 이야기로 돌아갑니다. 

Hydrogel 과 같은 고함수율 렌즈는 각막의 수분을 흡수해서, 렌즈의 수분 함유량이 증가해야만 산소의 Diffusion이 좋아지는 특성을 가지고 있습니다.  즉, 각막의 수분을 많이 가져가서, 렌즈의 수분함유량이 높은 수준으로 유지되어야 1) 렌즈의 촉촉한 습윤성이 유지되고 2) 산소 공급이 원활하게 됩니다. 대신 3) 각막은 건조하고 뻑뻑해집니다.  즉, 각막의 수분공급을 희생하여야만, 렌즈 자체가 수분을 빨아들여 각막에 산소를 공급하고 렌즈의 촉촉함이 유지되어 렌즈의 수명을 유지할수 있습니다. 각막의 뻑뻑함과 건조함을 치료하기위해서 적절한 수분 공급 대책이 마련되어야합니다.

Silicone Hydrogel 의 경우는 렌즈의 수분 함유량과 무관하게 산소의 Diffusion 이 좋습니다. 즉, 각막의 수분을 가져가지 않아도 1) 렌즈는 촉촉하게 습윤성을 유지하고 2) 산소 공급은 원활하고 3) 각막 역시 촉촉합니다. Silicone 중합체 자체가 습윤성과 산소 공급을 담당하기 때문에, 별도의 수분 공급 없이도, 소프트렌즈의 두가지 고질적인 문제인 각막 건조와 각막의 저산소증을 해결할수 있습니다.  (물론 실제로는 Silicone Hydrogel 렌즈도 수분 공급이 필요하긴 합니다. 워터렌즈는 물을 적게 뺏어간다는 말이지 눈에 물을 주는 것은 아니니까요)

   

이처럼 Hydrogel 소프트 렌즈는 수분공급이 많이 요구되고, Silicone Hydrogel 렌즈는 적긴 하지만 여전히 수분 공급이 필요합니다.

이제 본론으로 돌아가서 콘택트렌즈로인한 안구건조증의 치료 와 관련된 연구에 대해서 살펴보겠습니다.

Clinical Ophthlamology 에 발표된 일본 연구, Prolonged increase in tear meniscus height by 3% diquafosol ophthalmic solution in eyes  with contact lenses  입니다.

다음 포스팅에서 계속해서 알아보겠습니다.

[논문으로 보는 안과 눈 이야기/안구건조증과 마이봄샘기능장애] - 최신 안과 의학논문번역 : 콘택트렌즈로인한 안구건조증의 치료