양막 콘텍트렌즈의 임상적 효용성
Clinical Benefits of Amniotic Membrane Contact Lens
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Abstract
목적
MS-Amnion 양막 콘택트렌즈의 임상적 효용성에 대해 알아보고자 하였다.
대상과 방법
비수술적 치료에 반응하지 않는 심한 점상각막염 또는 각막상피결손 환자를 대상으로 MS-Amnion 양막 콘텍트렌즈를 1주일 동안 착용하였다. 3개월 이상 경과 관찰한 18안을 대상으로 시술 전과 시술 후 시력, 눈물막파괴시간, 각막지각과 각막혼탁 정도를 비교하였으며, 경과 관찰 기간 중 치료 성공률 및 병변 재발률과 기타 합병증에 대해 분석하였다.
결과
18안 중 15안(83.3%)은 2주 이내에 병변이 호전되어 추가 양막 치료 없이 회복하였고, 3안(16.7%)은 치료 이후에도 병변이 지속되어 추가적인 양막이식술을 하였다. 회복되었던 15안 중 3안(20%)은 기존 병변이 재발하였다. 양막 콘택트렌즈 착용 기간 동안 5안 (27.8%)은 양막이 저절로 탈락했고, 2안(11.1%)은 반으로 접혀 있었다. 최대교정시력은 시술 전 평균 0.89 logarithm of the minimal angle of resolution (logMAR)에서 3개월 후 0.27 logMAR로 호전되었고, 각막혼탁 정도는 시술 전 평균 0.38에서 3개월 후 0.11로 감소하였으며 두 수치는 통계적으로 유의한 차이를 보였다. 눈물막파괴시간과 각막지각은 호전되는 양상을 보였으나 통계적으로 유의한 차이는 없었고, 특별한 합병증은 발견되지 않았다.
결론
MS-Amnion 양막 콘택트렌즈는 봉합사를 이용한 일시적 양막이식술과 달리 외래에서 간편하게 적용할 수 있는 장점이 있고, 난치성 안구 표면 질환을 치료하는 데 있어 일시적 양막이식술을 대체할 수 있는 효과적인 방법이 될 수 있을 것이라 기대된다.
Trans Abstract
Purpose
To investigate the clinical efficacy of MS-Amnion amniotic membrane contact lenses.
Methods
MS-Amnion amniotic membrane contact lenses were placed for 1 week in patients with severe superficial punctate keratitis or corneal epithelial defects that did not respond to medical treatment. Eighteen eyes followed-up for ≥3 months were evaluated in terms of the best-corrected visual acuity, tear break-up time, and corneal sensation and opacity before and after application of the MS-Amnion amniotic membrane contact lens. The success and recurrence rates, and complications during follow-up, were recorded.
Results
Out of 18 eyes, 15 (83.3%) healed within 2 weeks without any treatment other than the amniotic membrane; three eyes (16.7%) were unresponsive, and thus underwent temporary amniotic membrane transplantation. Recurrence developed in three eyes (20%). The amniotic membrane contact lens dropped out in five eyes (27.8%) and folded over in two (11.1%). The mean best-corrected visual acuity improved from 0.89 to 0.27 logarithm of the minimal angle of resolution after 3 months, while the mean corneal opacity decreased from 0.38 to 0.11 after 3 months; the changes were statistically significant. The tear break-up time and corneal sensation also improved, but they were not statistically significant. We encountered no significant complications.
Conclusions
The MS-Amnion amniotic membrane contact lenses can heal the amniotic membrane and do not require suturing when applied in the outpatient clinic. This may be beneficial for patients with intractable ocular surface disorders.
양막은 태반의 가장 안쪽에 위치한 막으로, 모체로부터 각종 감염 및 면역 반응으로부터 태아를 보호하는 장벽 역할을 한다. 두께는 0.2-0.5 mm로 세 층으로 이루어져 있는데 위쪽부터 단순 입방상피, 두꺼운 기저막, 무혈관성의 간엽성 간질로 구성되어 있다. 양막의 기저막은 type 4 collagen, laminin, α6/β4 integrin으로 이루어져 있고 간질은 fibronectin, α5/β1 integrin으로 구성되어 있다. Basic fibrobloast growth factor와 같은 고농도의 성장촉진인자를 포함하고 있고 기저막으로서 상피의 이동과 분화를 도와주며 기저 상피세포의 유착을 강화하고 상피의 apoptosis를 억제해 창상치유 과정에서 상피재생을 촉진시킨다. 양막은 생체 내에서 여러 가지 작용을 하는데, 항염증・반흔형성억제・혈관생성억제・세포의 성장과 이동 촉진・항생작용・통증 경감 등의 효과가 있다. 게다가 양막은 인체조직적합항원이 없어서 이식 거부 반응이 없고, 섭씨 영하 80도에서 수개월간 보관이 가능하다. 따라서 이런 특성을 이용하여 조직이식재료로 쓰이며 특히 안과적 영역에서는 안구 표면의 치료에 사용되고 있다[1-5].
안과 질환에 양막이 처음 사용된 것은 1940년 De Rotth [6]가 결막 표면 재건을 위해 사용하였으나 결과는 성공적이지 않았고, 1946년 Sorsby and Symons [7]가 부식성의 안구 화상에 양막을 치료 재료로 사용하여 성공한 사례를 보고하였다. 이후 안과적 영역에서 양막 사용에 대한 연구가 활발하지 않았으나 1995년 Kim and Tseng [8]이 토끼의 각막 상피를 완전히 벗겨 내고 양막이식술을 이용해 각막 표면을 재건하는 연구를 발표하였고, 1997년 Lee and Tseng [9]은 양막을 저장 및 보관하는 방법을 소개하였다. 이후 최근에 이르기까지 양막이 다양한 안구 표면 질환의 치료에 활발하게 사용되고 있다.
일반적으로 양막은 안구 표면에 봉합을 하여 고정시키는데, 수술을 하면 봉합사에 의한 불편감이나 통증이 생길 수 있고, 수술 합병증으로 감염 또는 염증이 발생할 위험이 있으며, 추가로 봉합사를 제거해야 하는 등의 단점이 있다. 그리고 수술방 및 수술 현미경과 같은 수술에 필요한 환경이 갖춰져 있어야 하고, 술자의 숙련도에 따라 시술 시간과 결과가 달라질 수 있다.
MS Bio 사의 양막 콘택트렌즈(MS-Amnion)는 양막 두세겹을 교차 결합하여 콘택트렌즈 형태로 가공한 것으로, 평면상 규격 가로 12.5 mm・세로 10 mm이고 곡률을 적용한 입체상 규격이 가로 14.2 mm・세로 10.7 mm 크기이며 양쪽에 렌즈 하부 저류액 배출을 위한 직경 1 mm의 둥근 구멍이 있는 형태를 이루고 있다(Fig. 1). 양막 콘택트렌즈의 두께는 수화된 상태에서 30-50 μm이며 각막과 접촉하는 면이 양막의 상피층으로 되어 있다. 양막 콘택트렌즈는 생리식염수에서 스스로 펼쳐지면서 곡면 형태를 이루어 치료용 콘택트렌즈 후면에 자리잡을 수 있도록 설계되어 있어서 외래에서 봉합 없이 일시적 양막이식술을 한 것처럼 양막을 각막 표면에 적용할 수 있다. 본 연구에서는 MS-Amnion 양막 콘택트렌즈의 임상적 효용성에 대해 알아보고자 하였다.
대상과 방법
본 연구는 2019년 9월부터 2020년 12월까지 동아대학교병원 안과에 내원하여 MS-Amnion 양막 콘택트렌즈를 착용한 환자를 대상으로 하여 전향적 연구를 시행하였다. 본 연구는 동아대학교 병원 임상연구심의위원회의 승인을 받았으며(승인 번호: DAUHIRB-19-246), 의학연구 윤리강령인 헬싱키선언을 준수하였다. 환자들은 연구에 대한 충분한 설명을 듣고 동의서를 작성한 후 연구를 진행하였다. 외래에서 점안제 및 윤활제와 치료용 콘택트렌즈, 압박 안대 치료에 반응하지 않는 심한 점상각막염 또는 각막상피결손 환자를 대상으로 1주일 동안 MS-Amnion 양막 콘택트렌즈를 적용한 후 제거하였고, 이후에는 병변 상태에 따라 외래에서 치료용 콘택트렌즈와 압박 안대 치료를 지속하였다. 양막 콘택트렌즈를 착용하는 동안 환자들이 기존에 사용하던 안약의 종류 및 횟수는 그대로 유지하도록 하였다.
양막 콘택트렌즈를 환부에 적용하는 과정은 다음과 같다(Fig. 2). MS-Amnion 양막 콘택트렌즈와 치료용 콘택트렌즈, 렌즈 케이스와 생리식염수, 무구 겸자 2개, 거즈와 면봉을 준비한다(Fig. 2A, B). 냉동 보관 중인 양막 콘택트렌즈 용기를 상온에서 30분가량 해동하고 치료용 콘택트렌즈를 개봉하여 렌즈의 오목한 부분이 위쪽을 향하게 한다. 보관 용기 안에 들어있는 양막 콘택트렌즈 보관함은 뚜껑 같은 cap과 아래쪽의 투명한 tray로 구성되어 있는데, 겸자로 잡아서 꺼내 거즈위에 올려놓는다(Fig. 2C). Cap에 양막 콘택트렌즈가 붙어 있으면 그대로 치료용 콘택트렌즈가 들어있는 케이스에 담그고(Fig. 2D, E), 양막 콘택트렌즈가 tray 바닥에 있으면 작은 무구 겸자로 잡아 치료용 콘택트렌즈 위에 놓는다(Fig. 2F, G). 이때 양막 콘택트렌즈가 접혀져 있더라도 치료용 콘택트렌즈가 담긴 액체에 넣으면 쉽게 펼쳐진다. 치료용 콘택트렌즈 후면 중심에 양막 콘택트렌즈가 자리잡도록 한 후 치료용 콘택트렌즈와 양막 콘택트렌즈의 날개 부분을 겸자로 같이 잡아서 들어(Fig. 2H) 환자의 눈을 아래를 보게 한 상태에서 아래 결막 구석에 삽입하고(Fig. 2I) 세극등현미경으로 렌즈 위치를 확인한다.
양막 콘택트렌즈를 착용하고 3개월 이상 경과 관찰이 가능했던 18명, 18안을 대상으로 양막 콘택트렌즈 시술 전과 시술 후 각각 1주, 2주, 1개월, 3개월째에 최대교정시력, 눈물막파괴시간(tear break-up test), 각막지각, 각막혼탁 정도를 측정하였다. 한 명의 검사자가 동일한 세극등현미경을 이용해 눈물막파괴시간을 초 단위로 측정하였고, Fantes et al [10]이 제시한 각막혼탁 정도에 따라 0(혼탁 없음)에서 4(각막 혼탁이 심해 안구 내 구조가 전혀 보이지 않음) 까지의 병변부 각막혼탁 정도를 측정하였다. 각막지각은 Cochet-Bonnet 각막지각계(Luneau Ophtalmologie; Chartres Cedex, Larché, France)를 이용하여 0점(감각 없음)에서 6점(정상 감각)까지로 측정하였다. 양막 콘택트렌즈 시술 시작 후 2주 이내에 기존의 심한 점상각막염이나 각막상피결손이 호전되어 추가적인 양막 이식이나 외과적 시술이 필요하지 않은 경우를 치료의 성공으로 정의하였다. 경과 관찰 기간 중 병변 재발률과 기타 합병증에 대해 분석하였다.
통계적 분석은 SPSS® version 22.0 (SPSS Inc., Chicago, IL, USA)를 사용하였으며, 시술 전후 최대교정시력, 눈물막파괴시간, 각막지각, 각막혼탁 정도의 변화는 Wilcoxon signed rank test를 이용하여 검증하였다. 통계학적 유의 수준은 0.05 미만으로 하였다.
결 과
대상자의 평균 연령은 58.4 ± 12.5세, 남성과 여성 비는 1:1.6이었고, 평균 경과 관찰 기간은 7.9 ± 2.7개월이었다. 질환군은 총 18안 중에 신경영양각막염이 7안(38.9%)으로 가장 많았고, 안구 수술 후 발생한 각막상피결손이 5안(27.8%), 스티븐스-존슨 증후군이 3안(16.7%), 노출각막염이 2안(11.1%), 외상 후 발생한 각막상피결손이 1안(5.6%)이었다(Table 1).
15안(83.3%)에서 MS-Amnion 양막 콘택트렌즈 치료 시작 2주 이내에 병변이 호전되어 추가적인 외과적 시술 없이 회복되었고(Fig. 3), 3안(16.7%)은 2주 이후에도 병변이 호전 없이 지속되어 추가적으로 일시적 양막이식술을 하였다. 병변이 호전된 15안 중 3안(20%)은 회복 후 경과 관찰 중 기존 질환에 의해 각막상피 병변이 재발하였다. 11안(61.1%)에서 MS-Amnion 양막 콘택트렌즈가 자리를 잘 잡았으나, 5안(27.8%)은 MS-Amnion 양막 콘택트렌즈가 1주 이내에 저절로 탈락했고, 2안(11.1%)에서는 반으로 접혀 있었다(Table 2).
최대교정시력은 시술 전 평균 0.89 logarithm of the minimal angle of resolution (logMAR)에서 시술 1주 후 0.91 logMAR, 3개월 후 0.27 logMAR로 호전되었고, 시술 전에 비해 시술 3개월 후의 최대교정시력은 통계적으로 유의한 차이를 보였다(p<0.001). 눈물막파괴시간은 시술 전 평균 2.11초에서 시술 1주 후 2.28초, 3개월 후 2.44초로 호전되었고, 각막지각검사는 시술 전 평균 2.39점에서 시술 1주 후 2.67점, 3개월 후 3.67점으로 호전되었으나 통계적으로 유의한 차이를 보이지는 않았다. 각막혼탁 정도는 시술 전 평균 0.38에서 시술 1주 후 0.18, 3개월 후 0.11로 감소하는 양상을 보였고 통계적으로 유의한 차이를 보였다(p=0.007) (Table 3). 경과 관찰 기간 동안 중요한 합병증은 발견되지 않았다.
고 찰
안구 표면에 이식된 양막은 각막 및 결막 상피세포에 여러 가지 긍정적인 효과가 있는 것으로 알려져 있다. 양막은 상피세포의 증식 및 분화와 세포들의 이동을 유도하고, 상피 줄기세포의 수명을 늘려 상피 재생을 촉진한다. 양막의 기저막은 상피세포의 결합을 강화하고, 양막에서 나오는 사이토카인은 안구 표면의 염증 반응을 줄이고 반흔 형성을 억제한다. 때문에 급성기의 각결막 화상이나 스티븐스-존슨 증후군, 재발성 각막 미란이나 신경영양각막염과 같은 난치성의 만성 염증성 각막 질환, 전층각막이식술이나 레이저 각막절제수술 후 염증을 치료하기 위해 각결막 표면에 일시적으로 양막을 이식하는 방법이 널리 사용되어 왔다[11-17].
봉합사를 이용하여 양막을 안구 표면에 고정하는 방식은 가장 일반적이고 고전적인 형태이다. 하지만 서론에서 기술한 바와 같이 봉합사를 이용한 양막이식술은 시술 과정에서나 시술 후 생기는 여러 가지 합병증이나 후유증 등이 있다. 때문에 양막을 안구 표면에 봉합하지 않고 각막 질환 치료에 적용하기 위한 여러 가지 연구가 있었다. Polymethyl methacrylate 재질의 링의 주변부에 양막을 봉합하여 고정하는 방법[5], symblepharon ring 주위로 양막을 감싸는 방법[18], diode laser를 이용해 치료용 콘택트렌즈 안쪽에 양막을 용접하듯이 부착하는 방법[19], 생체접착제를 이용해 치료용 콘택트렌즈 안쪽에 양막을 부착하는 방법[20] 등의 많은 시도가 있었고, 그중 ProKera® (Bio-Tissue, Inc., Doral, FL, USA), Amnioclip (FORTECH GmbH, Dresden, Germany) 등이 개발되어 상업적으로 안구 표면 치료에 사용되고 있다[21,22]. 하지만 이들은 아직까지 국내에서 합법적으로 승인되지 않아 사용할 수 없었고, 비용도 국내 국민건강보험 급여 기준 일시적 양막이식술에 비해 더 비싼 단점이 있다. MS-Amnion 양막 콘택트렌즈는 2019년 6월부터 국내에서 식품의약품안전처의 승인을 받아 환자들에게 적용할 수 있게 되었다.
대표적인 양막 콘택트렌즈인 Bio-tissue 사의 ProKera®는 현재 유일하게 Food and Drug Administration 승인을 받은 치료 목적의 양막 콘택트렌즈이다. 제작 과정은 양막을 dual polycarbonate ring에 고정하는 방법으로 만들어지는데 여러 가지 형태로 만들어서 질환의 중증도에 따라 사용할 수 있도록 설계되었다[22]. 일반적인 건성안이나 재발 각막 미란과 같은 경증의 치료에는 한 층의 양막으로 제작한 렌즈를 사용하고, 각결막의 화상이나 스티븐스-존슨 증후군과 같은 중증 질환의 치료에는 두 층의 양막으로 제작한 렌즈를 사용할 수 있다. 반투명한 양막이 환자의 시력을 떨어트리는 단점을 보완하기 위해 렌즈의 중심부에는 양막이 없는 형태도 있어 건성안 치료에 특히 유용하게 사용할 수 있다. Dual polycarbonate ring 주변부의 굴곡이 둥글지 않고 각진 형태이고, 렌즈의 두께가 일반적인 치료용 콘택트렌즈보다 두꺼워서 착용하는 과정이 상대적으로 번거롭고, 착용하였을 때 일반적인 치료용 콘택트렌즈에 비해 더 불편한 단점이 있다. 따라서 환자의 불편감을 줄이고 치료 효과를 높이기 위해 치료 기간 동안 일시적으로 눈꺼풀을 봉합하기도 한다.
본 연구에서 양막 콘택트렌즈의 치료 성공률은 66.7%, 병변 재발률은 20%로, 직접 비교는 어렵지만 ProKera® 관련 연구에서 질환군에 따른 치료 성공률(44-80%) 및 병변 재발률(14.3-20%)과 크게 차이 나지 않는 결과를 보였다[22-24]. 비용은 MS-Amnion 양막 콘택트렌즈가 국민건강보험 급여로 원화 22만원 정도인데 반해 ProKera®는 미화 800달러 정도의 가격이므로 MS-Amnion 양막 콘택트렌즈가 비용 면에서 1/4 정도로 저렴하다. 착용감 측면에서 보자면 MS-Amnion 양막 콘택트렌즈는 일반 치료용 콘택트렌즈 안쪽에 넓게 펼쳐져서 자리잡는 형태이므로 일반 치료용 콘택트렌즈를 착용하는 것과 착용감이 비슷한 반면, ProKera®는 앞서 기술한 바와 같이 렌즈 가장자리가 각진 형태이고 두께가 더 두꺼워서 ProKera®가 상대적으로 착용감이 더 나쁘다고 볼 수 있다.
MS-Amnion 양막 콘택트렌즈를 착용하는 도중 7안(38.9%)에서 양막 콘택트렌즈가 자동 탈락되거나 반으로 접히는 문제가 발생하였다. 이것은 MS-Amnion 양막 콘택트렌즈가 치료용 콘택트렌즈의 후면과 형태적으로 일치하게 만들었을 뿐 두 렌즈 사이에 물리적인 결합을 만드는 것이 아니므로 환자의 안구 운동이나 눈꺼풀 움직임, 병변의 염증 반응 등에 따라 치료용 콘택트렌즈의 위치와 별개로 양막 콘택트렌즈의 위치가 변할 수 있기 때문이라 생각한다. 이를 보완하기 위해 추가적으로 두 렌즈 사이에 생체접착제나 레이저 용접 등의 처리를 하여 물리적인 결합을 만들어준다면 양막 콘택트렌즈의 치료 효과와 안정성을 더 높일 수 있을 것이다. 양막의 효과를 더 오랫동안 유지하기 위해 1주일 이상 양막 콘택트렌즈를 착용하는 것도 고려해 볼 수 있으나, 양막이 녹아 없어지기도 하고 치료용 콘택트렌즈를 교체하는 과정에서 양막 콘택트렌즈가 같이 탈락되기 때문에 1주일 이상 양막 콘택트렌즈를 유지하기는 어려웠다.
MS-Amnion 양막 콘택트렌즈의 크기가 각막 표면 전체를 다 덮을 수 없기 때문에 환부의 범위가 넓거나 결막 손상이 같이 동반된 안구에는 상대적으로 효과가 떨어질 수 있다. MS-Amnion 양막 콘택트렌즈를 착용하는 동안은 일시적 양막이식술과 마찬가지로 반투명한 양막이 각막을 덮고 있어서 세극등현미경을 통해 각막 상태를 완벽하게 파악할 수가 없기 때문에 각막 상태 변화에 대한 대응이 어려울 수 있고, 시술 기간 동안은 환자의 시력이 떨어지는 점도 보완이 필요한 부분이다. 이를 보완하기 위해 ProKera®는 렌즈 중심부에만 양막이 없는 형태를 만들어 사용하고 있으나 이 또한 중증 이상의 각결막 질환에는 치료 효과가 불충분할 수 있어서 좀 더 적합한 방법이 고안되어야 할 것이다. 평소에는 양막 콘택트렌즈를 냉동보관해야 하기 때문에 섭씨 영하 80도 이하의 초저온 냉동고가 필요하고, 환자에게 사용하기 위해서는 양막을 녹이는 시간이 필요하기 때문에 외래에서 필요할 때 즉시 사용하기 힘든 것도 불편한 점이다.
위와 같은 단점에도 불구하고 MS-Amnion 양막 콘택트렌즈는 여러 가지 각막 표면 질환의 치료에 유용하게 사용할 수 있는 장점들이 많다. 봉합사를 이용한 일시적 양막이식술과 비교해 양막 콘택트렌즈는 외래에 있는 물품을 이용하여 손쉽게 착용할 수 있다. 수술방이나 수술 현미경이 필요 없고 봉합을 하지 않기 때문에 봉합사 농양・감염・봉합사로 인한 불편감 등과 같은 수술 후 합병증에서 자유로운 이점이 있다. 비용 측면에서 MS-Amnion 양막 콘택트렌즈는 일시적 양막이식술과 동일한 치료재료 급여비와 시술 급여비용이 적용되어 환자에게 주는 경제적인 부담도 크지 않다. 또한 유소아와 같이 협조가 되지 않는 환자나 급성 스티븐스-존슨 증후군과 같이 전신 상태가 불량하여 양막이식수술을 받기 힘든 환자에도 적용 가능한 장점이 있다.
본 연구에서 눈물막파괴시간, 각막지각 점수가 시술 전후 통계적으로 유의한 차이를 보이지 않은 것은 여러 가지 안구 표면 질환 환자를 모두 포함하여 결과를 도출했기 때문이라 생각되며, 앞으로 더 많은 환자를 대상으로 하여 각각의 질환군 별로 결과를 분석한다면 보다 의미 있는 결과를 얻을 수 있을 것이다. MS-Amnion 양막 콘택트렌즈는 외래에서 간편하게 착용이 가능한 장점이 있고 난치성 각막상피 질환을 효과적으로 치료할 수 있을 것으로 기대된다. MS-Amnion 양막 콘택트렌즈의 치료 결과를 일시적 양막이식술과 비교하는 연구를 추가로 진행 중이며 이를 통해 MS-Amnion 양막 콘택트렌즈의 유용성을 보다 명확하게 평가할 수 있으리라 생각한다.
Notes
Conflicts of Interest
The authors have no conflicts to disclose.
References
Biography
정현철 / Hyun Chul Jeong
동아대학교 의과대학 안과학교실
Department of Ophthalmology, Dong-A University College of Medicine