HOME

실리콘 하이드로겔 렌즈는 기존의 하이드로겔 단량체에 실리콘을 첨가시켜 만듦으로써, 높은 산소투과도를 얻을 수 있어 기존 하이드로겔 렌즈에 비해 오랜 시간 안전한 착용을 가능하게 하였다.^[1-3] 그리고 종래의 정기 교체용 렌즈의 경우 정기적인 세척에도 불구하고, 콘택트렌즈 착용 시 발생되는 침착물에 의해 거대 유두 결막염,^[4] 각막염^[5,6] 및 각막 궤양^[7]등의 부작용이 발생되었다.^[8] 이러한 문제는 교체주기가 짧은 정기 교체용 콘택트렌즈 및 일회용 콘택트렌즈의 사용함에 따라 줄어들었다.^[9-11]

세계적으로 렌즈의 사용 편리성과 안전성 측면에서 일회용 렌즈의 판매는 꾸준히 증가하고 있으며, 2018년 글로벌 기준 판매렌즈의 32%가 일회용으로 보고되었다.^[12] 그러나 실리콘 하이드로겔 재질의 일회용 렌즈의 사용에도 불구하고, 권장 착용시간(8시간)을 초과하여 착용하거나 밤샘 착용렌즈가 아님에도 불구하고 밤샘 착용 하는 경우, 일회용 렌즈를 재사용하는 경우 등 준수 사항을 지키지 않을 시 안질환 발생에 크게 노출됨을 보고하고 있다.^[13]

최근 콘택트렌즈 관련 실험 시 in vitro 방법에 있어 실제 눈물과 유사한 인공 눈물의 사용의 중요성을 언급하고 있다.^[14] In vitro 연구에 사용되는 인공누액은 생리학적으로 적절한 성분을 함유하여 용액의 특성을 유지함으로써 콘택트렌즈의 팽창 및 수축, 렌즈의 두께 변화를 발생시킬 수 있다. 또, 렌즈의 재질에 따라 눈물 막 구성요소와의 증착 패턴 및 렌즈 상호작용이 다르게 나타난다. 최근 연구에 따르면 지질, 단백질, 뮤신 및 완충액의 혼합물로 구성된 인공누액을 이용한 실험과 단독 지질 및 단백질을 사용한 실험의 결과가 크게 다름을 보고하고 있다.^[14,15]

이에 본 연구에서는 in vitro 조건 하에서 눈물의 구성 비율대로 조성된 인공누액을 이용하여 시간 경과에 따른 렌즈의 물리적 특성변화(산소투과도, 가시광선 투과율의 변화 및 표면 관찰)를 관찰하였다. 시간 경과에 따른 물리적 특성을 알아봄으로써 3종의 일회용 렌즈 간의 비교 및 권장시간 초과착용 따른 위험성을 알아보고자 하였다. 그리고 이미 시장에 출시 된 3일 착용렌즈에 있어 3일간 착용에 관한 안전성에 관한 검증은 없는바 일회용 렌즈와의 비교를 통해 3일 착용의 안전성에 관한 검증을 하고자 하였다.

눈에 직접 접촉하는 콘택트렌즈 표면은 눈물에 포함되어 있는 단백질, 지방, 뮤신, 칼슘 등이 침착되며, 특히 소프트렌즈의 경우 눈물성분의 침착이 많다. 소프트렌즈의 재질 특성 및 표면 특성에 따라 눈물성분의 침착 정도가 크게 달라지는데 일반적으로 고함수. 이온성 렌즈의 경우 침착량이 가장 많다고 보고하고 있다.^[20-24]

현재 시장에서 가장 많이 이용되고 있는 실리콘 하이드로겔 렌즈는 렌즈 내 실록산(siloxane)그룹을 함유하는 재질로^[25-30] 소수성의 표면을 형성하여 렌즈 표면에 단백질의 침착은 적지만 지방 침착량이 많다.^[31-35] 지방의 침착은 건조감, 이물감의 원인이 되며 침착량의 증가에 따라 시야 흐림의 증상이 나타날 수 있어 지방이 많이 부착되는 실리콘 하이드로겔 렌즈는 착용 후 시간이 지남에 따라 시력의 질이 처음보다 저하된다고 보고되었다.^[36-39] 그리고 단백질의 침착은 콘택트렌즈 표면 및 pore 특성을 변화시켜 함수율에도 영향을 미칠 수 있다. 역으로 함수율이 단백질의 침착량에 영향을 미치는 것으로 알려졌다. 따라서 소프트렌즈의 함수율에 의해 결정이 되는 산소투과도에 연차적으로 영향을 미치게 되어 단백질의 침착량이 증가할수록 산소투과도가 저하된다고 보고하였다.^[40]

본 실험에서 측정한 초기 산소투과도의 결과는 제조사에서 제시한 결과 값과 차이가 있었다. 이는 본 실험 측정 시 한국 식품의약품안전처(MFDS; ministry of food and drug safety)의 기준에 따라 측정을 하였기 때문이다. 한국식품의약품안전처 기준은 콘텍트렌즈의 렌즈의 두께에 따른 절대치 값을 제시하므로, 렌즈 두께에 따른 표준화 곡선을 이용한 국제표준화규격(ISO 18369)에 비해 산소투과도 값이 낮게 측정된다. ATS (artificial tear solution) 노출 전 산소투과도는 senofilcon A(Dk/t=81.0)가 가장 높았으며, silicone tripolymer(Dk/t=13.2)가 가장 낮았다. 일반적으로 실리콘 하이드로겔 렌즈의 경우 렌즈 내 실록산의 첨가에 따라 높은 산소투과도가 가장 큰 장점이며 일반적인 실리콘 하이드로겔 렌즈의 산소투과도는 Dk/t=60.0이상을 나타낸다.^[13] 그러나 silicone tripolymer(Dk/t=13.2)의 경우 현저히 낮은 산소투과도를 가졌다.^[17] 시간 경과에 따라 4종의 렌즈 모두에서 산소투과도의 감소가 나타났고, 이는 시간 경과에 따른 침착물에 따른 것으로 여겨진다. 특히, 눈물 내의 단백질의 침착은 콘택트렌즈의 산소투과도에 영향을 미치며, 침착되는 눈물 단백질 침착량이 증가할수록 산소투과도가 감소한다고 하였다.^[16,40] 그러나 이러한 산소투과도의 변화는 렌즈의 재질 특성에 따라 정도의 차이가 있다.^[16,40] Allansmith 등^[41]은 함수율이 증가할수록 단백질 침착량과 침착되는 단백질 종류가 달라져 재질에 따라 산소투과도 변화의 차이를 나타낼 수 있다고 하였다. 본 연구 결과 filcon II 3만이 고함수율 군으로 함수율에 따른 단백질 침착이 비교적 많았을 것으로 예상되며 이에 따라 산소투과도의 감소폭이 비교적 크게 나타난 것으로 생각된다. senofilcon A, delefilcon A, filcon II 3는 시간 경과에 따라(12h, 24h, 48h) 산소투과도의 감소를 보이긴 하였으나 48h 이후에도 Dk/t가 50 이상으로 산소투과도에 있어 안전성이 유지되었다. 그러나 silicone tripolymer의 초기의 Dk/t=13.2, 48h 경과 후 Dk/t=8.5로 매일 착용렌즈에 있어 각막부종을 막기 위한 최소 산소투과도(Dk/t=24)에^[42] 못 미치는바 저산소증에 따른 질환의 발생으로 이어질 수 있다.

ATS 노출 전 최초 가시광선 투과율은 4종 모두 97%이상이었다. 12h 경과 후 filcon II 3(96.88%)의 가시광선 투과율이 가장 높았으며 delefilcon A(90.61%)의 가시광선 투과율이 가장 낮았다. 24h 경과 후 delefilcon A(77.27%)를 제외한 3종 모두는 90% 이상의 가시광선 투과율을 가졌으며, 48h 경과 후 delefilcon A(77.03%)을 제외한 3종 모두는 85% 이상의 가시광선 투과율을 나타내었다. 그러나 12h 경과 후 delefilcon A의 가시광선 투과율이 비교적 크게 감소하였으며, 24 h 경과 후 77.26%로 현저한 감소폭을 나타냄으로써 24 h 경과 후 시야 흐림 현상을 보일 것으로 예상된다. 가시광선 투과율 측정 시 delefilcon A의 경우 각 파장대에 대하여 불안정한 투과율을 나타내었는데 이는 렌즈의 표면처리에 따른 것으로 생각된다.

SEM을 이용한 표면 관찰 시 모든 렌즈에서 시간 경과에 따른 침착물의 증가를 확인할 수 있었다. 표면에서 보이는 침착의 양상은 조금 다르게 나타났는데 senofilcon A, delefilcon A, filcon II 3의 경우 시간이 지남에 따라 침착물이 증가하면서 둥근형태의 덩어리 진 모습을 나타내었다. 그러나 silicone tripolymer는 뭉쳐짐 없이 흰색의 침착물이 점진적으로 증가하는 모습을 보였다. 표면 침착물은 누액 내 지방과 단백질, 점액의 다양한 성분의 혼합된 형태로 나타나는데, 표면 침착 시 단백질과 지질 사이에 경쟁적인 침착도 발생하지만 협력적인 부분도 있다고 하였다.^[43] 지방의 분자량은 단백질과 점액에 비해 극히 작은 크기이므로 지방만의 침착을 확인하기는 어렵다.^[18,44] 그러나 지방은 여러 단백질을 서로 뭉쳐주는 결합제의 역할을 함으로 지방이 증가함에 따라 침착된 단백질간의 결합을 도와주어^[42] 시간 경과에 따라 증가된 침착물간의 결합에 의해 덩어리를 형성하게 된다. 표면에서 보여지는 흰색 덩어리는 단백질과 지방이 결합된 형태이며 senofilcon A과 delefilcon A의 경우 표면에서 흰색의 침착물이 적은 것으로 보아 비교적 단백질의 침착이 적었을 것으로 여겨지고, 침착물이 덩어리진 것으로 보아 지방 침착량 증가에 따른 단백질과의 결합의 결과로 보인다. 그러나 filcon II 3와 silicone tripolymer의 표면의 흰 색 침착물이 비교적 많으나 덩어리짐은 비교적 적었다. 이로 단백질의 침착이 많고 상대적으로 지방의 침착이 적어 단백질과 지방의 결합이 적었을 것으로 예상된다. 표면 관찰 시 filcon II 3에서 단백질의 침착이 가장 많고, 이는 유일하게 고함수군의 렌즈로 함수율이 영향을 미쳤을 것으로 생각된다. 다음으로 산소투과도의 결과로써 비교적 실리콘의 함유율이 적을 것으로 예상되는 silicone tripolymer가 단백질 침착이 많았을 것으로 생각된다.

시간 경과에 따른 4종 렌즈의 변화 관찰 시, 일회용 렌즈 3종은 48h 경과 시까지도 양호한 산소투과도를 유지하였다. 그러나 3일 착용렌즈(silicone tripolymer)의 경우 모든 시간에서 일회용 3종에 비하여 현저히 낮은 산소투과도를 가졌고 이는 매일 착용렌즈의 산소투과도 안전치 기준(Dk/t=24)에 미달 된 바 저산소증에 의한 질환 발생으로 이어질 수 있다.

가시광선 투과율의 결과로 48h 경과 후부터 일회용 3종에서 시야 흐림 증상이 나타날 것으로 예상되며, 3일 착용렌즈는 48h 경과 시 까지도 90% 이상의 가시광선 투과율을 유지한 바 3일 착용 시에도 시야 흐림에 대한 불편증상은 없을 것으로 생각된다.

표면 관찰 시 filcon II 3와 silicone tripolymer에 단백질 침착이 많았을 것으로 보인다.

따라서 권장 착용 시간 이상 착용시, 렌즈에 따라서 시야 흐림 및 산소투과도가 낮아지는 문제가 발생할 수 있어 주의가 필요할 것이다. 일회용 3종간의 비교에서 delefilcon A에서 가장 먼저 시야 흐림 증상이 발생될 것으로 예상되며, filcon II 3의 경우 시간경과에 따른 침착물의 증가가 큼으로 권장시간 초과 착용 시 미생물에 의한 질환 발생이 우려된다.

일회용 렌즈와 3일 착용렌즈의 시간 경과에 따른 물리적 특성 변화 비교 결과 본 실험에 이용 된 3일 착용에 대한 안전성은 찾아 볼 수 없었다.