대한안과학회지 2008 년제 49 권제 12 호 J Korean Ophthalmol Soc 2008;49(12):1888-1893 DOI : 10.3341/jkos.2008.49.12.1888 국내의저가컬러콘택트렌즈가각막부종및안구표면염증에미치는영향 송종석 이화 김정완 장문희 하석규 김효명 고려대학교의과대학안과학교실 목적 : 국내의저가컬러렌즈가일반렌즈나산소투과율이좋은실리콘하이드로겔렌즈와비교해각막부종및안구표면염증에미치는영향을평가해보고자하였다. 대상과방법 : 백색가토 20 마리 (40 안 ) 를대상으로 2 종류의컬러렌즈와일반하이드로겔렌즈, 그리고실리콘하이드로겔렌즈를각각 10 안에삽입한후렌즈착용 1 일과 4 일째각막두께와눈물내 lactate dehydrogenase (LDH) 활성도를측정하였다. 안구표면의염증은렌즈착용 4 일째평가하였다. 주사전자현미경을이용하여컬러렌즈내측표면을검사하여렌즈의투명한부분과색이입혀진부분의표면상태를비교하였다. 결과 : 렌즈착용 1 일과 4 일째실리콘하이드로겔렌즈의경우다른렌즈에비해각막두께의증가가유의하게적었으나 (p<0.01), 일반하이드로겔렌즈는두컬러렌즈와유의한차이를보이지않았다 (p>0.1). 눈물의 LDH 활성도는렌즈착용전과착용후모두렌즈간에유의한차이를보이지않았다 (p>0.29). 안구표면의염증은두종류의컬러렌즈가하이드로겔렌즈나실리콘하이드로겔렌즈에비해높았다 (p=0.03). 주사전자현미경검사상색이입혀진부분의콘택트렌즈내측표면이투명한부분의렌즈표면에비해불규칙하고거칠게처리되어있는것이관찰되었다. 결론 : 국내의저가컬러렌즈는각막부종이나눈물내 LDH 활성도증가에있어일반하이드로겔렌즈에비해유의한차이가없었으나, 안구표면의염증은더유발하는경향을보였다. 이는색이입혀진컬러렌즈의거칠고불규칙한내측표면이더심한염증을유발하는데관여하리라생각된다. < 대한안과학회지 2008;49(12):1888-1893> 컬러콘택트렌즈의사용이국내에서점차보편화됨에따라콘택트렌즈사용과관련된몇가지중요한변화가관찰되고있다. 첫번째는콘택트렌즈를시력교정목적이아닌미용목적으로착용하는사람들이점차늘어나면서, 과거에는시력이좋지않은사람들이시력교정을위해콘택트렌즈를착용하였으나최근에는눈동자를크게보이게하려는등의목적으로컬러렌즈를착용하게되어전반적으로콘택트렌즈를착용하는사람들이증가하고있는것이다. 두번째는렌즈를착용하는연령이점차어려지고있다는것이다. 안경착용에 < 접수일 : 2008 년 6 월 30 일, 심사통과일 : 2008 년 9 월 16 일 > 통신저자 : 송종석서울시구로구구로동길 97 고려대학교구로병원안과 Tel: 02-2626-3178, Fax: 02-857-8580 E-mail: crisim@korea.ac.kr * 본논문은 2008 년정부 ( 교육인적자원부 ) 의재원으로한국학술진흥재단의지원을받아수행된연구임 (KRF-2008-E00133-100215). 대한불편함과어린나이에서부터외모에대해관심이높아지면서중고등학교학생은물론초등학교고학년때부터렌즈를착용하기시작하고있다. 문제는학업생활로바쁜중, 고등학교학생들이렌즈를제대로관리하지않은채착용하므로많은경우에렌즈부작용을경험하게된다는것이다. 세번째는이런청소년들을대상으로저가의컬러렌즈가범람하고있다는것이다. 컬러렌즈를착용하기원하는청소년들이쉽게구입할수있도록낮은품질의값싼렌즈가널리사용되면서그로인한부작용이보고되고있다. 1 그럼에도불구하고지금까지이러한컬러렌즈와관련된국내연구는거의전무한상태이며, 따라서이러한저가의컬러콘택트렌즈가눈건강에어떠한영향을미치는지에대한정확한정보가없는상태이다. 따라서본연구에서는현재국내에서유통되고있는저가 ( 低價 ) 의컬러콘택트렌즈가다른일반렌즈나산소투과율이좋은실리콘하이드로겔재질의렌즈와비교하여각막이나안구표면에어떠한영향을미치는지알아보고자하였다. 1888
대한안과학회지 2008 년제 49 권제 12 호 대상과방법 백색가토 ( 몸무게 2.3~2.5 Kg) 20 마리 (40 안 ) 를대상으로 tiletamine hydrochloride (5 mg/kg) 와 zolazepam hydrochloride (5 mg/kg) 을근육주사하여전신마취시킨후실험을진행하였다. 먼저휴대용세극등현미경을이용하여외안부의이상여부를확인한후 Conners et al 2 이제시한방법에따라결막의부종, 윤부혈관확장, 각막의혼탁, 각막의신생혈관, 그리고각막상피결손의 5 가지항목을각각 0 에서 3 까지로평가하여안구표면의염증상태를평가하였다. 다음단계로눈물내의 lactate dehydrogenase (LDH) 농도를측정하기위해먼저 0.5% proparacaine 으로점안마취를하여반사눈물이발생하지않도록한후 polyester rod (Transorb Wicks, Filtrona, Richmond, Virginia, USA) 를결막낭에삽입하고 3 분간두어눈물이충분히흡수되도록하였다. 눈물을흡수한 polyester rod 를피펫의 white tip 에넣고 Eppendorf tube 에담아원심분리시켜대략 50 µl 의눈물을얻은후 -20 냉동실에보관한후다음날자동분광광도계 (Cobas Integra 800, Roche Diagnostics GmbH, Germany) 를이용하여 LDH 의농도를측정하였다. 측정시눈물 5 µl 를증류수 295 µl 와섞어 60 배희석시킨후측정하였다. 마지막으로각막의두께를측정하기위해 0.5% proparacaine 으로다시점안마취를한후각막두께측정계 (AL-2000, Tomey, Erlangen, Germany) 를이용하여 3 회중심각막두께를측정한후그평균값을이용하였다. 렌즈착용전검사를마친후국내에서유통되고있는저가의컬러콘택트렌즈 2 종류와일반하이드로겔콘택트렌즈 (Clian15, Bescon Co., Ltd., Korea), 그리고산소투과성이좋은실리콘하이드로겔콘택트렌즈 (Acuvue R Oasys TM, Johnson & Johnson Vision Care, Inc., NJ, USA) 를각각 10 안에임의로착용시킨후렌즈의이탈을막기위해 4-0 black silk 를이용하여상안검과하안검을봉합하였다. 렌즈삽입후감염을예방하기위해 0.5% levofloxacin 항생제를하루에 3 회봉합된안검사이로점안하였다. 렌즈삽입후 1 일째에는안검봉합을제거하고콘택트렌즈를뺀후눈물채취와각막두께를측정하였고, 4 일째에휴대용세극등현미경으로염증정도를평가하고, 눈물을채취한후각막두께를측정하였다. 실험에사용된저가의컬러렌즈는렌즈에대한기본정보를제공하고있지않아전자두께측정기와 O2 permeometer TM (Model 201T, Createch, Albany, CA, USA) 등을이용하여실험에사용한네가지콘택트렌즈의함수율과렌즈의두께및산소투과율을측정하였다. 컬러렌즈의내측표면처리를평가하기위해주사전자현미경검사를시행하였다. 고정과정에서렌즈의뒤틀림을최소화하기위해 freeze dryer (ES-2030, Hitachi, Tokyo, Japan) 를사용하였으며컬러렌즈에서색이입혀지지않은중심부와색이입혀진주변부를비교해관찰하였다. 주사전자현미경장비는 Hitachi 사의 S-4700 모델을사용하였다. 네가지콘택트렌즈의종류에따른차이를평가하기위해일원배치분산분석을시행하였으며, 소집단간에유의한차이를확인하기위해 Duncan 법을이용하여사후검증을시행하였다. P 값이 0.05 미만일경우를통계적으로유의한것으로간주하였다. 결 과 실험에사용된두종류의컬러렌즈와일반하이드로겔렌즈, 그리고실리콘하이드로겔렌즈를평가한결과렌즈의직경은모두 14 mm 였고, 곡률반경은 8.4~8.6 mm 이였다. 두종류의컬러렌즈와일반하이드로겔렌즈간에는함수율이나렌즈두께, 산소투과도 (Dk/t) 에는큰차이가없었으나, 실리콘하이드로겔렌즈는다른렌즈에비해많은차이를보였다 (Table 1). Table 1. Characteristics of four soft contact lenses Group Base Curve Diameter Thickness Water content Dk/t value* Color lens 1 8.6 mm 14 mm 0.178 mm 38 % 13 Color lens 2 8.4 mm 14 mm 0.088 mm 35 % 10 Hydrogel lens 8.5 mm 14 mm 0.134 mm 38 % 15 Silicone hydrogel lens 8.4 mm 14 mm 0.063 mm 51 % 52 * Oxygen transmissibility (unit: 10-9 (cm/sec)(mlo 2/mL mmhg)). 1889
송종석외 : 컬러렌즈가안구에미치는영향 각막두께의변화 렌즈를착용하기전가토의평균각막두께는컬러렌즈 1 군이 342.6(±29.39) µm, 컬러렌즈 2 군이 347.2 (±17.43) µm, 일반하이드로겔렌즈군이 349.7 (±23.78) µm, 실리콘하이드로겔렌즈군이 350 (±12.49) µm 였으며, 군에따른유의한차이는관찰되지않았다 (p=0.49). 렌즈착용후각막두께는모든군에서증가하였으며각막두께증가율은 1 일째와 4 일째에각각컬러렌즈 1 에서는 42.6 (±25.85)%, 51.1 (±18.47)%, 컬러렌즈 2 에서는 38.0 (±5.64)%, 51.5 (±17.38)%, 일반하이드로겔렌즈에서는 38.4 (±30.9)%, 39.5 (±26.0)%, 그리고실리콘하이드로겔렌즈에서는 13.3 (±6.29)%, 12.2 (±6.41)% 이였다. 각막두께의증가율은 1 일째와 4 일째모두일반하이드로겔렌즈의경우두종류의컬러렌즈와유의한차이를보이지않았으나 (p>0.1), 실리콘하이드로겔렌즈의경우다른세가지렌즈에비해각막두께의증가가유의하게적었다 (p<0.01)(fig. 1). 눈물의 LDH 활성도 눈물의 LDH 활성도는렌즈착용전군에따라유의한차이를보이지않았으며, 착용후 1 일째와 4 일째에도군간에유의한차이를보이지않았다 (Table 2). 눈물의 LDH 활성도는모든렌즈에서착용전에비해착용 1 일째많이증가하였다가 4 일째다시감소하는경향 을보였으나각개체마다편차가커모든군에서비교적높은표준편차를나타냈다. 안구표면의염증평가 결막의부종, 윤부혈관확장, 각막의혼탁, 각막의신생혈관, 그리고각막상피결손의 5 가지항목을각각 0 에서 3 까지로평가하여렌즈착용전과착용후 4 일째안구표면의염증상태를평가한결과렌즈를착용하기전에는모든눈에서염증소견이관찰되지않았으나, 렌즈착용후 4 일째의평균염증수치는컬러렌즈 1 이 4.4 (±2.12) 점, 컬러렌즈 2 가 4.3 (±2.36) 점, 일반하이드로겔렌즈가 2.3 (±2.00) 점, 그리고실리콘하이드로겔렌즈가 2.4 (±1.58) 점이었으며, 두가지컬러렌즈군에서의염증정도가다른두렌즈에비해유의하게높게측정되었다 (p=0.03). 특히각막상피결손에대한평가에서일반하이드로겔렌즈와실리콘하이드로겔렌즈의경우각각총합이 6 점과 5 점인반면두컬러렌즈의경우총합이 8 점과 16 점으로각막에심한상피결손을보이는경우가많았다 (Fig. 2). 컬러렌즈내측표면의주사전자현미경소견 안구표면과접촉하는컬러렌즈의내측표면을주사전자현미경으로관찰한결과투명한중심부의렌즈표면은비교적매끄러운반면색이입혀진주변부의내측표면은거칠게불규칙한것이관찰되었다 (Fig. 3). Corneal swelling (%) 60 50 40 30 20 10 0 Before wear 1 day afte wear 4 days after wear Color 1 Color 2 Hydogel Silicone Figure 1. The changes in corneal swelling after contact lens wear in the four groups. 고 찰 콘택트렌즈를오랜기간착용하게되면안구표면에여러가지변화와합병증을일으킬수있다. 3-7 가장대표적인변화가각막에저산소증을유발하는것이다. 콘택트렌즈착용시각막은저산소증으로인하여호기성대사가감소하고혐기성대사가증가하며각막내에이산화탄소와젖산이축적되면서각막이산성화되고부종이발생하게된다. 8 Table 2. Comparison of tear lactate dehydrogenase activities (U/L) among the four groups Group Color lens 1 Color lens 2 Hydrogel lens Silicone hydrogel lens p value Before CL* wear 255 (±236.5) U/L 151 (±78.7) U/L 203 (±178.5) U/L 171 (±125.3) U/L 0.528 1 day after CL wear 506 (±492.5) U/L 431 (±244.8) U/L 334 (±196.7) U/L 398 (±288.1) U/L 0.743 4 days after CL wear 354 (±132.1) U/L 272 (±129.9) U/L 306 (±174.2) U/L 216 (±101.7) U/L 0.163 p value 0.240 0.003 0.279 0.031 * CL=contact lens; one-way analysis of variance (ANOVA). 1890
대 한 안 과 학 회 지 2008년 제 49 권 제 12 호 A B Figure 2. Photographs of corneal epithelial defects at 4 days after contact lens wear. (A) Large epithelial defect (grade 3) is shown in the color lens 1 group. (B) Small epithelial defect (grade 1) is observed in the hydrogel lens group. A B Figure 3. Scanning electron micrographs of the internal surface of a color contact lens ( 100). (A) The surface of non-tinted area in the color lens is smooth. (B) The surface of tinted area is coarse and irregular. 이러한 각막 부종은 렌즈의 산소투과율(Dk/t)과 반 비례하며 각막의 최소 산소요구량을 충족하기 위해서는 매일착용 렌즈의 경우 산소투과율이 24, 연속착용 렌즈 9 의 경우 34 이상은 되어야 한다. 일반적으로 컬러 렌 즈는 기존의 렌즈에 색을 입힘으로써 일반 렌즈에 비해 산소투과율이 낮으므로 각막 부종이 쉽게 발생하며 색 소가 균일하지 않고 거칠게 착색된 경우 각막염 및 각 10 막 손상을 일으킬 수 있다고 알려져 있다. 본 연구에서 사용된 두 컬러 렌즈의 경우 함수율은 각각 35%와 38%으로 일반 하이드로겔 렌즈의 함수율 38%와 큰 차이가 없었지만, 산소투과율은 10과 13으 로 일반 렌즈의 산소투과율 15에 비해 다소 낮게 측정 되었다. 이러한 렌즈의 특성으로 인해 렌즈 착용 후 1 일째와 4일째 각막 부종 정도는 두 컬러 렌즈가 일반 하이드로겔 렌즈에 비해 다소 높았으나 통계적으로 유 의한 차이를 보이지는 않았다. 본 실험에서 사용한 실 리콘하이드로겔 재질의 콘택트렌즈는 함수율이 51%이 고, 산소투과율이 52로 다른 세 렌즈에 비해 높았으며, 이러한 렌즈의 특성으로 렌즈 착용 후의 각막 부종이 다른 렌즈와 통계적으로 유의한 차이를 보였다. 실리콘 11 하이드로겔 렌즈의 이러한 장점은 이미 알려져 있어 현재 치료용 콘택트렌즈로도 사용되고 있으나 가격이 비싸다는 단점이 있다. 눈물 내 LDH의 활성도 평가는 각막의 저산소증을 나타내는 중요한 지표로 사용될 수 있다고 보고된 바 12 있으며, 국내의 보고에서도 RGP렌즈의 산소투과도 에 따라 토끼의 눈물 내 LDH 활성도에 유의한 차이가 있었다고 보고하였다.13 본 연구에서도 렌즈를 착용한 후 눈물 내 LDH의 활성도가 증가하는 경향을 보였고, 산소투과도가 낮은 두 컬러 렌즈에 비해 일반 하이드로 겔 렌즈나 실리콘하이드로겔 렌즈의 평균 LDH 활성도 가 다소 낮게 측정되었으나 통계적으로 유의한 차이를 보이지는 않았다. LDH 활성도가 각 개체에 따라 많은 차이를 보여 모든 군에서 LDH 활성도의 표준편차가 비교적 높게 나타났다. 눈물을 채취하는 과정을 모든 개체에서 동일하게 시행하였고, 눈물을 채취한 직후 바 로 냉동실에 보관하여 검사상에 오류를 줄이려고 노력 하였으나, 눈물을 채취하는 과정에서 반사 눈물로 인한 1891
송종석외 : 컬러렌즈가안구에미치는영향 눈물의희석이각개체에따른차이를일으킨것이아닐까생각된다. 또한콘택트렌즈의산소투과율이외에도렌즈나개체의다른인자들에의해 LDH 활성도에차이가발생할수도있다고생각된다. 안구표면의염증에대한평가에서렌즈착용후 4 일째에두컬러렌즈와다른렌즈간에유의한차이를나타냈다. 특히두컬러렌즈군모두에서 10 안중 6 안에서각막상피결손이관찰되었고, 그크기에따른평가에서총합이각각 8 점과 16 점으로일반하이드로겔렌즈의 6 점과실리콘하이드로겔렌즈의 5 점에비해높았다. 컬러렌즈에서안구표면의염증이하이드로겔렌즈에비해더심하게나타나는이유는비록각막부종이통계적으로유의한차이를보이지않았으나평균치에서두컬러렌즈가보다더심해이러한차이를나타낼수있다고생각된다. 또한본연구에서다른관련인자를찾아보기위해컬러렌즈의내측표면을주사전자현미경으로관찰한결과색이입혀진주변부의렌즈표면이투명한렌즈부분에비해거칠고불규칙한것이뚜렷이관찰되었다. 따라서컬러렌즈를착용한눈에서상피결손을비롯하여염증수치가높은것은각막부종이상대적으로다른렌즈에비해심할뿐아니라거칠게처리된렌즈표면과의마찰이중요한원인으로생각된다. 비록색을입히는방법과위치에따라컬러렌즈의표면상태에차이가있을수있으나, 렌즈의제작과정에서색을입히는추가적인공정이들어가게됨에따라결과적으로색을입힌부위의표면에영향을줄수있겠다. 향후색을입히는방법에따른컬러렌즈표면상태에관한추가적인연구가필요하리라생각된다. 최근들어컬러렌즈의착용이보편화되면서콘택트렌즈가의료용품이아닌패션용품이나미용용품의하나로일반인에게잘못인식되는듯하다. 따라서자신이쓰던렌즈를다른사람에게빌려준다거나다시파는등의행태변화를가져왔으며그결과감염이나안구손상등콘택트렌즈로인한부작용발생이우려되고있다. 또한렌즈를시중에서쉽게구입할수있으므로렌즈관리에대한바른교육이없이렌즈를착용하기시작하고, 또한친구나인터넷을통해잘못된관리방법을배우게되는것도부작용발생의중요한원인이되고있다. 본연구결과시중에서쉽게구입할수있는 저가의컬러렌즈는다른렌즈에비해안구표면에각막상피결손등의염증을더일으켰으며, 이러한차이는컬러렌즈의내측표면이거칠게처리된것에기인한다고생각된다. 따라서이러한컬러렌즈의착용은지양하는것이좋으며, 부득이하게착용해야하는경우에는세심한렌즈착용및관리가중요하겠다. 참고문헌 1) Park YM, Hahn TW, Choi SH, et al. Acanthamoeba keratitis related to cosmetic contact lenses. J Korean Ophthalmol Soc 2007;48:991-4. 2) Conners MS, Stoltz RA, Webb SC, et al. A closed eye contact lens model of corneal inflammation. Part1: Increased synthesis of cytochrome P450 arachidonic acid metabolites. Invest Ophthalmol Vis Sci 1995;36:828-40. 3) Cunha MC, Thomassen TS, Cohen EJ, et al. Complications associated with contact lens use. CLAO J 1987;13:107-11. 4) Liesegang TJ. Physiologic changes of the cornea with contact lens wear. CLAO J 2002;28:12-27. 5) Park YJ, Lee GJ, Park JJ, et al. The long-term effects of soft contact lens wear on corneal thickness, curvature and endothelium. J Korean Ophthalmol Soc 2005;46:945-53. 6) Lee WJ, Yoon GS, Shyn KH. Corneal complications in contact lens wearer. J Korean Ophthalmol Soc 1996;37:225-32. 7) Lee JH, Wee WR, Sohn JH. The effect of short-term wearing of disposable contact lenses on corneal topography. J Korean Ophthalmol Soc 1994;35:1020-6. 8) Bonanno JA. Contact lens induced corneal acidosis. CLAO J 1996;22:70-74. 9) Cannella A, Bonafini JA Jr. Polymer chemistry. In : Bennett ES, Weissman BA, eds. Clinical contact lens practice. Philadelphia: Lippincott Wiliams & Wilins, 2005; chap. 10. 10) Korean contact lens study society. Contact lens: Principles and practice. Seoul: Naeoe Haksool; 2007; chap. 13. 11) Hamano H, Maeda N, Hamano T, et al. Corneal thickness change induced by dozing while wearing hydrogel and silicone hydrogel lenses. Eye Contact Lens 2008;34:56-60. 12) Fullard RJ, Carney LG. Use of tear enzyme activities to assess the corneal response to contact lens wear. Acta Ophthalmol 1986;64:216-20. 13) Kim MS, Park HS, Kim JH. Rigid gas permeable contact lens induced corneal hypoxia in rabbit. J Korean Ophthalmol Soc 1997;38:1936-46. 1892
대한안과학회지 2008 년제 49 권제 12 호 =ABSTRACT= The Effects of Cheap Tinted Contact Lenses on Corneal Swelling and Ocular Surface Inflammation Jong-Suk Song, M.D., Ph.D., Hwa Lee, M.D., Jung Wan Kim, M.D., Mun Hee Chang, M.D., Suk Kyu Ha, M.D., Hyo-Myung Kim, M.D., Ph.D. Department of Ophthalmology, Korea University College of Medicine, Seoul, Korea Purpose: To evaluate the effects of cheap tinted contact lenses on corneal swelling and ocular surface inflammation, compared to hydrogel and silicone hydrogel contact lenses. Methods: Forty eyes of 20 New Zealand white rabbits were randomly assigned to 4 groups. Two types of tinted contact lenses, hydrogel lenses, and silicone hydrogel lenses were each applied to 10 rabbit eyes. Corneal thickness and tear lactate dehydrogenase (LDH) activity were measured at 1 and 4 days after contact lens wear, and the inflammation of ocular surface was scored at 4 days after contact lens wear. The internal surface of the cheap tinted lens was examined with a scanning electron microscope to compare the surface quality between the tinted and non-tinted area. Results: Although the corneal swelling of the silicone hydrogel lens group was significantly lower than the other 3 lens groups after contact lens wear (p<0.01), the common hydrogel lens group was not different from the 2 tinted contact lens groups (p>0.1). Tear LDH activity at 1 and 4 days after contact lens wear showed no significant difference among the 4 groups (p>0.29). The scores of ocular surface inflammation in the 2 tinted contact lens groups were greater than the hydrogel and silicone hydrogel lens groups (p=0.03). The scanning electron microscope revealed the internal surface of the tinted area in the tinted contact lens was coarse and irregular though the surface of the non-tinted area was relatively smooth. Conclusions: Regarding corneal swelling and tear LDH activity, the cheap tinted contact lenses used in Korea were not significantly different from the common hydrogel contact lenses. However, tinted contact lenses showed a greater tendency to provoke ocular surface inflammation than other lenses. The coarse and irregular surface of the tinted area in the tinted contact lens appears to play a role in provoking severe ocular surface inflammation. J Korean Ophthalmol Soc 2008;49(12):1888-1893 Key Words: Corneal swelling, Lactate dehydrogenase, Ocular surface inflammation, Scanning electron microscope, Tinted contact lens Address reprint requests to Jong-Suk Song, M.D., Ph.D. Department of Ophthalmology, Guro Hospital, Korea University College of Medicine #97 Guro-dong-gil, Guro-gu, Seoul 152-703, Korea Tel: 82-2-2626-3178, Fax: 82-2-857-8580, E-mail: crisim@korea.ac.kr 1893