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10대 및 20대 남녀를 무작위로 한 140명(남자 30명, 여자 110명)을 대상으로 2015년 3월 20일부터 2015년 7월 20일까지 수영장에서의 콘택트렌즈 사용실태에 대한 설문조사를 실시하였다.

서로 다른 제조사에서 제조한 6종의 써클콘택트렌즈를 실험대상으로 하였다. 렌즈도수는 −3.00 D, 착색 색상은 검은색으로 통일하였다(Table 1). 수영장 물은 서울특별시 노원구민체육센터의 수영장 물을 채취하여 사용하였으며 수영장 수질은 Table 2와 같은 기준으로 관리되고 있었다(Table 2). 써클콘택트렌즈를 수영장 물에 노출시키는 실험을 하기 직전에 수영장에서 물을 채취하여 실제로 수영장에서 사용되고 있는 물의 상태를 보존하여 실험을 실시하였다. 실험에 사용된 수영장 물의 수질 현황은 잔류염소량은 0.6 ppm이며 수소이온농도는 7.1, 욕수 순환횟수 6회로 모두 기준치에서 벗어나지 않은 상태였다. 써클콘택트렌즈 수화에 사용된 생리식염수(Lens shower, 씨엘윅스, Korea)는 염화나트륨(주성분), 염화벤잘코늄, 멸균정제수로 구성되어 있었다.

6종의 써클콘택트렌즈를 2, 4, 6시간동안 수영장 물에 각각 8개씩 침착시켰으며 정해진 시간이 지난 후 생리식염수에 다섯 번 헹구어 남아있는 수영장 물의 성분을 제거하고 세척한 후 써클콘택트렌즈를 생리식염수에 1시간 이상 수화시켜 수영장 물 성분을 제거한 뒤 실험을 진행하였다.

콘택트렌즈 표면의 물기를 제거 후 자동렌즈미터(CL-100, Topcon, Japan)의 측정 단위를 0.01 D 단위로 설정하여 써클콘택트렌즈의 굴절력을 측정하였다. 함수율은 식품의약품안전처의 콘택트렌즈 기준규격 시험법의 조건에서 오븐을 사용한 건중량으로 수분 함량을 결정하는 중량 측정법에 따라 측정하였다. 수영장 물에 노출된 써클콘택트렌즈를 수화시킨 뒤, 렌즈 표면의 물기를 제거하고 전자저울(PAG214C, Ohaus, USA)로 건조 전 렌즈 무게를 측정하였으며, 100^oC의 오븐(Gravity-air Ovens, Daihan, Korea)에서 18시간 건조 후 렌즈 무게를 측정하였다. 함수율은 아래의 공식을 이용하여 값을 구하였다.

(m₁ :건조 전 렌즈무게, m₂: 건조 후 렌즈무게)

수영장 물에 의한 써클콘택트렌즈 착색부분의 탈색정도를 관찰하기 위하여 주사전자현미경(Hitachi S-4200, Hitachi, Japan)을 이용하여 50배, 500배 및 2000배로 확대하여 관찰하였다.

결과는 평균±표준편차로 표시하였고 SPSS 18.0 K for Window를 사용하여 분석하였다. 수영장 물에 노출시키지 않은 써클콘택트렌즈와 시간대 별로 노출시킨 써클콘택트렌즈의 파라미터 변화의 통계적 유의성은 paired T-test로 검증하였다. 유의확률이 0.05이하일 경우 통계적으로 유의한 것으로 판단하였다.

10, 20대 총 140명(남자 30명, 여자 110명)을 대상으로 조사한 결과 64.1%가 콘택트렌즈를 착용한 채 수영장을 이용한 경험이 있다고 응답하였으며(Table 3), 그 중 53.8%가 써클콘택트렌즈를 착용하였다고 응답하였다(Fig. 1). 이 중 써클콘택트렌즈 이용 경험자인 49명을 대상으로 한 조사에서 수영장에서 사용했던 써클콘택트렌즈는 원데이렌즈 28.6%, 2주착용렌즈 12.2%, 1개월~3개월 렌즈 36.7%, 장기간착용렌즈(6개월이상) 22.4%이었다(Fig. 2). 수영장에서 써클콘택트렌즈를 착용한 평균시간은 1시간 미만 0%, 1~2시간 14.3%, 2~4시간 32.7%, 4~6시간 24.5%, 6시간 이상 28.6%이었다(Fig. 3). 수영장에서 써클콘택트렌즈를 착용하였을 때의 자각증상은 49명 중 46명(93.9%)이 느꼈으며(Table 3), 건조함 32.6%, 이물감 34.8%, 충혈 28.3%, 기타(렌즈 이동) 4.3%이었다(Fig. 4). 수영장에서 착용한 렌즈를 재사용한 경험이 있는 사람은 51.0% 이었고(Table 3), 재사용 시 자각증상은 72.7%에서 느꼈다(Table 3). 자각증상은 건조함 44.4%, 충혈 38.9%, 이물감 16.7% 순 이었다(Fig. 5).

Fig. 1. 
Types of contact lenses worn in swimming pools.

Fig. 2. 
Replacement schedule of circle contact lenses worn.

Fig. 3. 
Exposure time of circle contact lenses to the swimming pool water.

Fig. 4. 
Subjective symptoms when wearing circle contact lenses in the swimming pool.

Fig. 5. 
Subjective symptoms when wearing used contact lenses in the swimming pool.

수영장 물에 2, 4, 6시간 노출시킨 후 써클콘택트렌즈 굴절력의 변화를 수영장 물에 노출되지 않은 써클콘택트렌즈의 굴절력과 비교하여 알아보았다. I렌즈는 수영장 물에 노출되기 전 −2.97 D였으며 2, 4, 6시간 동안 노출된 후에는 각각 −2.99 D, −3.08 D, −2.97 D로 통계적으로 유의하지 않은 변화값을 보였다. II렌즈는 수영장 물 노출 전 측정값이 −3.00 D였으며 수영장 물에 노출 시에는 각각 −2.94 D, −2.90 D, −2.90 D로 수영장 물 노출로 인해 굴절력이 통계적으로 유의하게 감소하였다. III렌즈의 노출 전 굴절력은 −2.86 D였으며, 수영장 물에 노출 시간에 따라 각각 −2.87 D, −2.95 D, −2.94 D로 통계적으로 유의하게 증가하였으며, IV렌즈는 노출 전 −2.97 D에서 수영장물에 노출 시 각각 −2.99 D, −2.91 D, −3.00 D로 굴절력의 변화가 나타나지 않았다. V렌즈는 노출 전 −3.04 D에서 수영장 물 노출 시간에 따라 각각 −3.04 D, −2.99 D, −2.96 D 로 통계적으로 유의하게 감소하였으며 VI렌즈는 노출 전 −2.96 D에서 수영장 물에 노출 시간에 따라 각각 −3.10 D, −3.15 D, −3.16 D로 통계적으로 유의한 굴절력 증가를 보였다(Table 4).

수영장 물에 노출시키지 않은 써클콘택트렌즈와 2, 4, 6시간 동안 노출시킨 써클콘택트렌즈의 함수율을 비교·분석하였다.

I렌즈를 수영장 물에 노출시키기 전의 함수율은 56.9%였으며, 수영장 물에 2, 4, 6시간 노출 시에 각각 56.7%, 56.2%, 55.2%로 감소하는 경향을 보였다. II렌즈를 수영장 물에 노출하기 전의 함수율 측정값은 57.2%였으며, 수영장 물에 2, 4, 6시간 노출 시의 함수율은 각각 55.5%, 55.4%, 55.1%로 함수율이 감소하였으며, 노출되기 전의 함수율과 비교하였을 때 통계적으로 유의한 감소를 보였다. 수영장 물에 노출되기 전의 III렌즈의 함수율 측정값은 54.9%였으며, 수영장 물에 2, 4, 6시간 노출 시에 각각 53.5%, 53.0%, 51.8%로 통계적으로도 유의한 차이가 나타났다. IV렌즈의 수영장 물 노출 전 함수율 측정값은 35.2%였으며, 수영장 물에 2, 4, 6시간 노출 시에 각각 33.7%, 36.8%, 35.9%로 노출 시간에 따라 함수율 값의 증감이 다르게 나타났다. V렌즈의 수영장 물 노출 전 함수율 측정값은 33.4%였으며, 수영장 물에 2, 4, 6시간 노출 시에는 각각 34.8%, 34.7%, 33.7%로 수영장 물 노출 전 함수율 측정값에 비해 통계적으로 유의한 증가를 보였다. VI렌즈의 수영장 물 노출 전 함수율은 37.6%였으며, 수영장 물에 2, 4, 6시간 노출 시에 각각 36.7%, 36.4%, 35.8%로 감소하였으며 통계적으로 유의한 차이가 났다(Table 5).

주사전자현미경을 이용하여 6종의 써클콘택트렌즈 표면을 50배율로 관찰하였다. I렌즈와 V렌즈의 경우 표면에 착색된 염료가 관찰되지 않아 샌드위치 공법으로 착색이 된 것으로 보이며, 수영장 물에 노출되었을 때에도 염료용출로 인한 표면 변화가 관찰되지 않았다(Fig. 6A, 6B, 6I, 6J). II렌즈는 처리를 하지 않았을 때 염료부분이 선명하고 깨끗하나 6시간 담근 후의 렌즈는 염료부분의 가장자리가 선명하지 않고 흐려져 있는 것을 관찰할 수 있었다(Fig. 6C, 6D). III렌즈는 염료부분의 가운데가 용출되어 동그라미 형태의 가운데가 비어보이는 것을 확인할 수 있으며(Fig. 6E, 6F), IV렌즈 역시 염료부분이 작은 동그라미가 모여 있는 형태인데 6시간 담근 후에는 착색 중간 부분에 구멍 형태로 염료가 용출되어 있었다(Fig. 6G, 6H). 마지막으로 VI렌즈의 경우 가느다란 긴 선 형태로 염료가 용출되어 있었다(Fig. 6K, 6L).

Fig. 6. 
Pigmented surface of circle contact lenses exposed to the swimming pool water for 6 hrs (x50). A. contact lens I, not exposed, B. contact lens I, exposed, C. contact lens II, not exposed, D. contact lens II, exposed, E. contact lens III, not exposed, F. contact lens III, exposed, G. contact lens IV, not exposed, H. contact lens IV, exposed, I. contact lens V, not exposed, J. contact lens V, exposed, K. contact lens VI, not exposed, L. contact lens VI, exposed

주사전자현미경으로 500배 확대하여 관찰하였을 때, I렌즈와 V렌즈의 경우 샌드위치 공법으로 착색처리를 하여 수영장 물에 의한 염료용출이 관찰되지 않았다(Fig. 7A, 7B, 7I, 7J). II렌즈는 수영장 물에 노출되지 않았을 때는 염료부분의 명암이 균일한 데 비해 6시간 처리한 렌즈의 경우 불균질하며 이물질 부착이 되었음을 관찰할 수 있었다(Fig. 7C, 7D). III렌즈는 노출되기 전에는 착색 부분이 동그란 형태였으나, 수영장 물에 6시간 동안 노출된 후에는 형태가 찌그러졌으며 부분별로 염료가 용출되어 착색 부분이 전체적으로 다른 명암을 가진 것처럼 관찰되었다(Fig. 7E, 7F). IV렌즈는 염료부분의 거칠기를 비교해 보았을 때, 수영장 물에 노출시키지 않은 렌즈는 매끄러운 표면을 보이는데 비해 6시간 처리한 렌즈의 경우 염료가 용출되어 구멍이 생겨 거칠어 보임을 확인할 수 있었다(Fig. 7G, 7H). VI렌즈의 경우 염료부분의 경계를 벗어나 확연히 가느다란 긴 선 형태로 염료가 용출되어 있었다(Fig. 7K, 7L).

Fig. 7. 
Pigmented surface of circle contact lenses exposed to the swimming pool water for 6 hrs (x500). A. contact lens I, not exposed, B. contact lens I, exposed, C. contact lens II, not exposed, D. contact lens II, exposed, E. contact lens III, not exposed, F. contact lens III, exposed, G. contact lens IV, not exposed, H. contact lens IV, exposed, I. contact lens V, not exposed, J. contact lens V, exposed, K. contact lens VI, not exposed, L. contact lens VI, exposed

주사전자현미경으로 2000배 확대하여 관찰하였을 때에도 샌드위치 공법으로 착색된 I렌즈와 V렌즈의 경우 염료용출이 관찰되지 않았다(Fig. 8A, 8B, 8I, 8J). II렌즈, III렌즈, IV렌즈 모두 수영장 물에 노출되지 않았을 때는 염료부분의 명암이 균일하며 비교적 거칠기가 일정한 데 비해 6시간 동안 수영장 물에 노출된 경우에는 명암이 균일하지 않으며 착색 부분에 따라 거칠기가 다른 것으로 관찰되어 착색부분을 구성하는 염료가 부분적으로 용출되어있음을 알 수 있었다(Fig. 8C~H). VI렌즈의 경우 수영장 물에 노출된 경우에는 착색 표면이 갈라지는 현상이 관찰되었다(Fig. 8K, 8L).

Fig. 8. 
Pigmented surface of circle contact lenses exposed to the swimming pool water for 6 hrs (x2000). A. contact lens I, not exposed, B. contact lens I, exposed, C. contact lens II, not exposed, D. contact lens Ⅱ, exposed, E. contact lens III, not exposed, F. contact lens III, exposed, G. contact lens IV, not exposed, H. contact lens IV, exposed, I. contact lens V, not exposed, J. contact lens V, exposed, K. contact lens Ⅵ, not exposed, L. contact lens VI, exposed

본 연구에서는 수영장에서의 써클콘택트렌즈 사용실태조사와 더불어 수영장 물에 노출시킨 시간에 따른 굴절력, 함수율 및 주사전자현미경을 이용한 착색 부분 표면과 염료 용출을 관찰하였다.

가시아메바와 같은 병균의 감염을 방지하기 위해 수영장에서의 콘택트렌즈 착용이 금기시 되어있음에도 불구하고 실태조사 대상자 64.1%가 수영장에서 콘택트렌즈를 착용한 경험이 있었다. 이렇게 높은 착용비를 보이는 것은 설문조사 대상의 성별 비율이 여자 78.6%, 남자 21.4%로 여성의 비율이 더 높았으며 여성의 경우 써클콘택트렌즈를 시력교정용뿐만 아니라 미용의 용도로도 착용했을 가능성이 남성보다 더 많았기 때문으로 보인다. 수영장에서 콘택트렌즈를 착용한 경험이 있는 설문 대상 중 53.8%가 써클콘택트렌즈를 사용한 적이 있었다. 또한, 상대적 안전성이 높은 1회용 써클콘택트렌즈가 아닌 그 외의 렌즈 사용률이 71.4%이고 수영장에서 착용한 써클콘택트렌즈를 재사용한 경험이 51.0%인 것으로 보아 수영장에서의 써클콘택트렌즈 착용에 의해 유발될 수 있는 문제점에 대해 써클콘택트렌즈 착용자의 의식이 부족함을 알 수 있었다. 또한 착용시간이 한 시간 미만은 없었으며, 착용시간이 4시간 이상인 경우가 53.1%로 수영장 물에 써클콘택트렌즈가 노출되어 렌즈에 변화가 유발된다면 수영장에서 써클콘택트렌즈를 착용하고 있는 상당 시간동안 착용감 저하나 충혈과 같은 부작용으로 불편감을 겪게 될 가능성이 큰 것으로 나타났다. 가시아메바는 미국에서도 콘택트렌즈 관련 감염 원인 중 큰 비중을 차지하고 있는 것으로 알려져 있으며,^[14] 이러한 이유로 인해 관리용품 제조사에서도 가시아메바에 대해 살균력을 향상시키기 위한 노력을 하고 있다.^[15-17] 또한, 수영장 물에 의해 곰팡이,^[18] 녹농균이나 포도상구균 등과 같은 박테리아에 의한 각막염이 발생하여 다양한 미생물에 의한 감염이 보고되고 있다. 수영장에서 사용한 28개의 렌즈 중 27개에서 포도상 구균이 발견되었으며,^[19] 녹농균은 잔류 자유염소가 3.00 ppm 인 환경에서도 존재하는 것으로 나타나 콘택트렌즈를 착용하고 수영장을 이용한 후에 지속적으로 동일 콘택트렌즈를 착용하는 것은 감염의 위험성을 크게 증가시키는 것이므로 주의가 필요하다고 보인다.^[20,21]

대부분의 실내 수영장에서는 뛰어난 살균력 그리고 경제성 때문에 염소를 이용한 소독법을 사용하고 있으며, 야외 수영장의 경우에는 염소 증발이 물보다 빨라 염소잔류량을 유지하기 어렵기 때문에 추가적으로 오존소독을 하게 된다. 염소소독법에서 사용되는 소독제 성분으로는 이산화염소(ClO₂), 차아염소산칼슘(Ca(ClO)₂), 차아염소산나트륨(NaClO) 등으로 이들 소독제 성분은 수분이 존재할 경우 삼산화염소, 하이포아염소산, 아염소산, 염소산, 과염소산과 같은 산화성 물질이 만들어지며 자유활성기도 만들어져 살균효과를 가지게 된다.^[22,23] 이러한 산화성 물질과 자유활성기는 콘택트렌즈 폴리머에도 영향을 미쳐 폴리머의 분해를 초래할 수 있다.^[24]

본 연구에서도 수영장 물에 노출됨에 의해 써클콘택트렌즈의 함수율에 변화가 나타났다. I, II, III렌즈는 함수율이 50% 이상인 렌즈였으며, 수영장 물에 노출되었을 때 II렌즈와 III렌즈는 통계적으로 유의한 함수율의 감소가 나타났고, I렌즈는 통계적으로 유의하지 않았지만 함수율이 감소하는 경향으로 나타났다. IV, V, VI렌즈는 함수율이 33%~38% 범위에 있는 렌즈로 수영장물에 노출되었을 때 VI렌즈는 통계적으로 유의한 함수율 감소를 보였고, IV, V렌즈는 노출 시간에 따른 증감폭이 다른 렌즈에 비해 작아 상대적으로 함수율의 변화가 크지 않음을 알 수 있었다. 즉, 써클콘택트렌즈는 수영장 물에 노출된 시간이 증가할수록 함수율의 변화도 통계적으로 유의하게 변하여 수영장의 소독 성분에 의해 써클콘택트렌즈 함수율에 영향을 미칠 수 있는 내부 변화가 유발되었음을 알 수 있었다. 또한, 써클콘택트렌즈에 따라서 함수율이 변하는 정도의 차이가 있는 것으로 나타나 렌즈 재질에 따라 수영장 물에 의한 변형 정도가 다름을 알 수 있었다. 함수율의 저하는 산소투과도에 영향을 미치며,^[6,7] 전체직경과 베이스커브 같은 파라미터 변화를 유발시키게 되며,^[7,8] 이러한 파라미터 변화는 굴절력 변화까지 유발시킬 가능성이 있다.^[9]

실제로 본 연구에서 수영장 물에 노출된 렌즈의 경우 굴절력 변화가 나타나는 것으로 확인되었다. 굴절력 변화 정도는 써클콘택트렌즈의 종류에 따라 달라 저함수렌즈인 VI와 V렌즈는 수영장 물에 노출된 시간에 따라 통계적으로 유의한 굴절력 변화가 나타나지 않았으나, II렌즈는 통계적으로 유의한 굴절력의 감소가 나타났으며, I, III, VI렌즈는 통계적으로 유의한 굴절력의 증가가 나타나 재질적 특성에 의해 수영장 물에 대한 반응이 다름을 알 수 있었다. 그러나 식품의약품안전처의 콘택트렌즈 기준규격에서 −3.00 D 콘택트렌즈의 굴절력 기준오차 범위는 ±0.25 D이며, 본 연구결과에서의 수영장 물에 노출되었을 때의 써클콘택트렌즈의 굴절력 측정값은 모두 허용치를 벗어나지 않은 미미한 수준의 변화이므로 실제로 6시간 정도의 수영장 물 노출에 의해서는 착용자가 인지할 정도의 굴절력 변화는 발생하지 않음을 확인할 수 있었다.

써클콘택트렌즈의 경우는 표면 혹은 내부에 착색 염료가 부착되어 있으므로 반응성이 강한 소독 성분에 의해 이들 염료가 영향을 받을 가능성이 있어 주사전자현미경으로 표면을 관찰한 결과 I렌즈와 V렌즈의 경우 샌드위치 공법으로 염료를 착색하여 염료 용출 등이나 표면의 거칠기 변화가 관찰되지 않았지만 나머지 렌즈의 경우에는 수영장 물에 노출시키지 않은 렌즈와 6시간동안 노출시킨 렌즈의 착색부분에서 거칠기와 염료 용출과 같은 변화가 확인되었다. 미국 FDA(Food and Drug Administration)와 식품의약품안전처에서 써클콘택트렌즈에 사용 가능한 염료로 허가되었더라도 눈에 용출될 것을 전제로 허가가 된 것이 아니기 때문에 iron oxide 등과 같이 자극감을 유발하는 성분들이 사용 가능한 염료에 포함되어 있다.^[10] 이렇게 눈에 자극감을 유발하는 염료가 착색되어 있는 써클콘택트렌즈를 착용한 채 수영장 물에 노출되었을 때 염료의 용출이 유발된다면 써클콘택트렌즈 착용자는 자극감을 느낄 수 있을 것으로 보인다. 렌즈I은 iron oxide를 함유하고 있으나 샌드위치 공법으로 제조되어 수영장 물에 의해 염료가 용출될 확률은 낮을 것으로 예상된다. 다른 써클콘택트렌즈의 경우에는 제조사에서 착색염료에 대한 정보를 제공하고 있지 않아 이에 대한 확인이 불가능하였으며, 샌드위치 착색공법을 사용한 써클콘택트렌즈를 제외하고는 모두 수영장 물에 의해 염료의 부착 형태 변화가 관찰되었다.

샌드위치 착색공법을 사용하지 않은 써클콘택트렌즈의 경우는 수영장 물에 노출되었을 때 착색 부분 표면이 거칠고 명암이 불분명하여 수영장 물에 노출되지 않은 써클콘택트렌즈의 착색부분의 표면 거칠기가 매끄럽고 착색부분이 염료로 채워져 있는 것과는 대조적이었다. 실태조사에서 수영장에서 사용한 콘택트렌즈를 재 착용 시 34.8%의 응답자가 이물감을 느꼈다고 응답한 것을 미루어 보아 이러한 표면 변화가 렌즈 착용자의 자각증상에 영향을 미쳤을 가능성이 있을 것으로 보인다.