시야 흐려지는 원추각막, 통증·감염 부담 낮춘 빛 변환 치료 렌즈 나와

하이커뮤니티매니져 0 1 05:15

POSTECH, 원추각막병증 및 근시 교정 기반 기술 개발

포스텍 연구팀이 근적외선을 자외선으로 바꾸는 콘택트렌즈와 각막 투과 약물로 각막 상피를 제거하지 않고도 원추각막을 치료할 수 있는 기술을 개발했다. 게티이미지뱅크 제공

겉보기엔 평범한 콘택트렌즈지만 근적외선을 받으면 각막 치료에 쓰이는 자외선을 내보낸다. 포스텍 연구팀이 각막 상피를 제거하지 않고 원추각막을 치료할 수 있는 새로운 기술을 개발했다.

포스텍은 한세광 신소재공학과 교수팀이 김기수 부산대 교수, 김태임 연세대 의대 교수와 함께 각막 상피를 그대로 둔 채 치료하는 '경상피성 각막 교차가교술'을 개발했다고 12일 밝혔다. 연구 결과는 재료과학 분야 국제학술지 '어드밴스드 펑셔널 머터리얼즈(Advanced Functional Materials)'에 지난 10월 27일 게재됐다.

원추각막증은 눈 앞쪽 투명막인 각막이 점점 얇아지면서 앞으로 튀어나오는 질환이다. 주로 10대에 발생해 점차 진행되며 사물이 번져 보이고 시력이 떨어진다.

기존 치료법인 '드레스덴 프로토콜'은 각막 상피를 제거한 뒤 리보플라빈(비타민 B2)을 30분간 점안하고 자외선을 30분 동안 쬐어 각막 조직을 단단하게 만드는 방식이다. 효과는 입증됐지만 상피를 제거하면서 생기는 극심한 통증과 감염 위험, 긴 회복 기간이 환자에게 큰 부담이었다.

빛 변환 나노입자가 들어간 콘택트렌즈 구조. 근적외선을 쬐면 자외선과 청색광을 내보낸다. 포스텍 제공

빛 변환 나노입자가 들어간 콘택트렌즈 구조. 근적외선을 쬐면 나노입자가 자외선과 청색광을 내보낸다. 포스텍 제공

핵심 기술은 두 가지다. 먼저 '빛을 바꾸는 렌즈'다. 연구팀은 인체에 비교적 안전한 근적외선을 받아 자외선과 청색광으로 바꾸는 '상향변환 나노입자'를 설계했다. 나노입자를 의료용 실리콘 콘택트렌즈 안에 균일하게 넣어 렌즈 자체가 작은 광원처럼 빛을 내도록 만들었다. 가시광선 투과율이 88.7%에 달해 일반 시야 확보에도 문제가 없다.

렌즈와 함께 '각막 투과 약물'도 개발했다. 기존 리보플라빈 용액은 각막 상피를 거의 통과하지 못해 상피를 제거해야 했다. 연구팀은 눈 표면에 접착력이 뛰어난 생체 고분자인 히알루론산에 리보플라빈을 결합한 접합체를 만들었다. 히알루론산은 눈물처럼 점성이 있어 눈 표면에 오래 머물고 상피세포와 상호작용이 우수하다. 리보플라빈이 각막 상피를 통과해 안쪽으로 들어갈 수 있게 돕는 역할을 한다.

히알루론산-리보플라빈 접합체는 기존 리보플라빈 용액보다 각막 상피를 통과하는 약물 전달 효율이 약 3.7배 높았다. 동물실험에서도 치료 후 4주 동안 염증, 각막 혼탁, 내피세포 손상 같은 주요 부작용이 관찰되지 않았다.

한세광 교수는 "각막 상피를 보존하면서 환자의 통증과 감염 위험을 크게 줄일 수 있는 원추각막 치료 및 시력교정 플랫폼을 제시했다"고 밝혔다.

김태임 교수는 "원추각막치료는 대개 어린 나이에 시행할 때 효과를 기대할 수 있는데 이 방식을 사용하면 통증과 감염 부담이 적어 환자 만족도가 높고 치료시간이 단축돼 의료진 부담도 적다"며 "앞으로 각막이 약해지는 다른 질환 치료에도 응용될 수 있을 것"이라고 연구 의의를 전했다.

https://m.dongascience.com/news.php?idx=75515

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