KR100363970B1 - 각막 그라프트 링 - Google Patents

Abstract

본 발명은 각막 그라프트 링에 관한 것으로서, 폴리메타 아크릴레이트와 같은 생체적합성 재질로 된 통상의 각막 그라프트 링에 있어서, 각막내 삽입후 각막을 실질적으로 에워싸서 골격 역할을 할 수 있는 링(Ring) 형상이며, 각막내에 견고하게 고정 될 수 있는 단면 구조를 갖는 것을 특징으로 한다. 본 발명은 각막 이식시 각막 조직 안정성을 유지시킴으로서 각막 이식편의 생존률을 높이고 굴절이상을 감소시켜 시력회복 및 난시교정 성공률을 획기적으로 향상 시킨다.

Description

각막 그라프트 링 {A corneal graft ring}

본 발명은 각막 이식시 각막 조직 안정성을 유지시킴으로서 각막 이식편의 생존률을 높이고 굴절이상을 감소시켜 시력회복 및 난시교정 성공률을 크게 향상시킬 수 있는 각막 그라프트 링(Corneal Graft Ring)에 관한 것이다.

눈은 도 1과 같이 외부에서 들어오는 광선을 눈의 검은자에 해당하는 각막(1)과 카메라의 렌즈에 해당하는 수정체(5)에서 주로 꺾여서 "필름"에 해당하는 망막(9)에 초점을 맺게함으써 외부의 물체를 똑똑히 볼 수 있다.

각막은 0.5∼0.7mm 정도의 두께와 43디옵터(Diopter)의 굴절력을 가진 투명한 조직으로서 빛을 통과시키고 빛을 굴절시켜 망막에 선명한 상을 맺도록 해 준다.각막은 외부로 노출되어 있어 질병에 이환(罹患)되고 외상에 쉽게 노출되어 실명을 일으키는 원인중 제 1위를 차지하고 있다.

각막 이식을 통해 시력을 회복시켜 주려는 노력이 안과 영역에서 수십년 동안 이루어져 왔으나 이식 생존률이 향상되는데도 불구하고 시력회복은 만족스럽지 못하여 환자들이 만족하지 못하고 일상생활을 정상적으로 하지 못하고 있다. 이는 각막 조직의 특성상 쉽게 뒤틀리기 때문이다.

현재 우리나라에는 20만명 정도의 시각장애인이 있으며 이들중 10%인 2만명 정도는 각막 이식을 통해 시력회복을 할 수 있다. 그러나 각막 기증에 대한 심한 거부감으로 1년에 1,000명 정도만 수술이 이루어지고 있는 형편이다. 최근 국회에서 장기 등 이식에 관한 법률이 통과됨으로서 앞으로 각막 이식 등 장기 이식이 활발해지리라 보며 1년에 3,000명 정도까지 시술이 증가하리라 본다. 미국의 경우 1년에 40,000∼50,000명의 각막 이식이 이루어지고 있고 세계적으로 50만명 이상의 수요가 예상된다.

다른 장기 이식의 경우 이식편의 생존으로 대부분 기능을 유지하게 되지만, 각막 이식의 경우 이식편의 생존과 더불어 광학적인 안정성을 유지해야만 시력을 회복할 수 있다. 그러나 공여자(Donor)의 이식편은 콘텍트렌즈와 같이 아주 유연한 조직이여서, 손상을 받은 수여자(Recipient)의 각막에 위치하게 되면 필연적으로 이식편의 심한 비틀림이 생겨 이식편이 생존해도 시력회복이 되지 않는 문제가 있다.

따라서 현재와 같이 손상을 받은 수여자의 각막을 제거하고, 그 자리에 공여자의 각막 이식편을 단순히 봉합사로 봉합하는 방법으로는, 각막 이식편의 심한 비틀림 현상으로 시력회복 및 난시교정 성공률이 매우 저조하게 될 수 밖에 없다.

각막 이식을 할 때 공여자 각막은 대개 수여자가 수술을 하기 위해 원형 절개를 하는 부위의 직경보다 0.25∼0.5mm 정도 크게 이식편을 만들게 되며 직경 8.0mm를 많이 사용하고 있다. 수여자의 잔여 각막 부위가 얇아져 있거나 외상후 섬유화 또는 신생혈관이 형성되어 있을 경우는 수술 부위가 원형을 유지하지 못하고 비틀림 현상이 나타나는 경우가 많아 공여자 각막을 위치시킬 경우 뒤틀림 현상이 같이 발생하게 되어 수술시 봉합하는데 어려움이 따르고 수술 후에는 이러한 뒤틀림이 심한 난시를 유발하게 된다.

각막 이식의 성공률은 60%∼95%로 질환 등 공여자의 각막과 수여자의 각막조건에 따라 많은 차이가 있지만 각막의 조직 특성상 타 장기의 이식 수술에 비해 성공률이 매우 높다. 그러나 해부학적인 투명성이 유지되는데도 불구하고 시력회복률은 매우 저조하여 대부분 0.5 이하의 시력을 보이며 반대쪽 눈과의 불균형으로 좋은 시력을 얻는 경우는 극히 드물다.

본 발명자는 돔 모양의 렌즈를 골격없이 설치할 경우 주위환경의 영향을 받아 구조가 쉽게 와해 될 수 있다는 사실에 착안하여, 각막 이식편의 비틀림 현상을 효율적으로 방지 할 수 있도록 골격 역할을 하는 본 발명의 각막 그라프트 링을 창안 하였다.

본 발명의 목적은 각막 이식 수술시 각막 이식편의 비틀림 현상을 효율적으로 방지할 수 있고, 봉합사의 장력조절로는 각막 이식편의 높낮이를 용이하게 콘트롤 할 수 있어서 시력회복과 난시 교정 성공률을 향상시켜 주는 각막 그라프트 링을 제공하기 위한 것이다.

본 발명은 각막 이식 수술시 각막 이식편의 비틀림 현상을 효율적으로 방지함과 동시에, 각막 이식편의 높낮이를 용이하게 조절 할 수 있도록 하여 시력회복 및 난시교정 성공률을 크게 향상시키는 각막 그라프트 링을 제공하고자 한다.

도 1은 눈의 수평단면 개략도 이다.

도 2 및 도 3은 본 발명의 평면도 이다.

도 4 (a)∼(c)는 본 발명의 절단부분 단면 확대도 이다.

도 5는 본 발명의 사용상태를 나타내는 평면 개략도 이다.

도 6 (a)∼(c)는 본 발명의 사용상태를 나타내는 수평단면 개략도 이다.

※ 도면 중 주요부분에 대한 부호 설명

1 : 각막 2 : 방수 3 : 홍채 4 : 동공

5 : 수정체 6 : 초자체 7 : 시신경 유두부

8 : 시신경 9 : 망막 i : 각막 그라프트 링

m : 각막 이식편(공여자 각막) n : 수여자 각막

이와 같은 과제를 달성하기 위한 본 발명의 각막 그라프트 링은, 폴리메타 생체적합성 재질로 된 통상의 각막그라프트 링에 있어서 구성되고, 각막내 삽입후 각막을 실질적으로 에워싸 골격 역할을 할 수 있는 링(Ring) 형상이며, 각막내에 견고하게 고정 될 수 있는 단면 구조를 갖는 것을 특징으로 한다.

이하 본 발명을 도면 등을 통하여 보다 상세하게 설명한다.

먼저, 본 발명의 각막 그라프트 링은 각막내 삽입 후 각막을 실질적으로 에워싸 골격 역할을 할 수 있도록 도 2 및 도 3과 같은 링 형상을 갖는다. 상기 링의 내직경 및 외직경은 5.0∼9.0mm 수준이고, 도 4 (a)∼(c)의 단면 직경은 0.10∼0.20mm 수준인 것이 바람직 하다.

그러나 본 발명은 링의 내직경 및 단면 직경을 특별하게 한정하는 것이 아니며, 공여자의 각막 이식편의 크기 등에 따라 링의 내직경 및 단면직경을 적절하게 조절 할 수 있다.

본 발명의 각막 그라프트 링은 생체적합성 재질로 구성된다. 구체적으로 인공수정체, 콘텍트렌즈 및 수정체 낭 확장고리 등의 재질로 사용되고 있는 폴리메틸메타아크릴레이트(Polymethylmeth acrylate):PPMA 수지로 제조하는 기술은 미국특허 제4,452,235호, 제5,300,118호, 제5,405,384호 및 국제공개 WO 1998-25547호 등에서도 이미 서술되어 있음을 알 수 있고, 또한 상기 수지는 이미 용출물 시험과 생물학적 시험을 통해 안과 구조물로서의 생체적합성을 인정받아 1940년대 이후부터 널리 사용되고 있다. 그 밖에 생체적합성 재질로 티타늄, 스테인레스 등의 금속도 사용 될 수 있다.

본 발명의 각막 그라프트 링은 각막내 삽입시 견고하게 고정될 수 있도록 절단부분 단면이 도 4 (a)~(c)와 같은 원형, 판상 또는 이형단면 형상으로 제조된다.이는 공여자 또는 수여자의 각막 형태나 이식 상태에 따라 선택적으로 이식하기 위함이다.

본 발명의 각막 그라프트 링은 도 6 (a)와 같이 공여자의 각막 이식편에 삽입 될 수도 있고, 도 6 (b)와 같이 수여자의 각막에 삽입 될 수도 있고, 또한 도 6 (c)와 같이 공여자의 각막 이식편과 수여자의 각막 양쪽에 걸쳐서 삽입 될 수도 있다. 보다 구체적으로 공여자의 각막 이식편의 각막 실질(두께 200㎛ 정도)을 내측으로 각막 표면에 평행하게 직경 6.5mm 정도로 박리한 후 본 발명의 각막 그라프트 링을 삽입하고, 봉합사를 박리된 공여자의 외부 각막→각막 그라프트 링→박리된 공여자의 내부 각막→수여자의 각막으로 순차적으로 통과시켜 봉합하면 도 6 (a)와 같이 공여자의 각막 이식편에 각막 그라프트 링이 삽입되게 된다.

이와 같이 공여자 또는 수여자의 각막 어느 일측에 삽입된 본 발명의 각막 그라프트 링은 각막의 골격 역할을 하게되어 각막 이식편의 비틀림 현상을 효율적으로 방지 한다. 아울러 봉합시 봉합사의 장력을 조절함으로서 각막의 높낮이를 쉽게 콘트롤 할 수 있게 된다. 그 결과 각막 이식 수술시 굴절율 이상을 감소시켜 시력회복 성공률 및 난시교정 성공률을 크게 향상시키게 된다.

이하 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 구체적으로 살펴본다. 그러나 본 발명이 하기 실시예에만 한정되는 것은 아니다.

실시예

뉴질랜드 백색 가토(토끼)의 각막을 이용 하였다. 무게 3kg의 토끼의 둔부에 케타민(Ketamine) 50mg/kg과 자이라진(Xylazine) 50mg/kg을 각각 근육 주사한 후 토끼의 눈 주위를 자극하여 반응이 없고 몸의 움직임이 없을 때 토끼의 골격모양을 따라 못을 박은 나무 고정대를 이용하여 토끼를 고정 하였다.

1% 프로파라케인(Proparacaine)을 점안하여 추가 마취 후 10% 포비돈 (Povidone) 용액으로 눈 주위를 소독 하였다. 6∼0 블랙 실크(Black silk)를 토끼 눈의 외안군에 통과시켜 눈을 고정 하였다.

젠티안 바이오렛(Gentian violet)을 이용하여 토끼 각막의 중심을 표시한 후헤스-버그 바론 바컨 트레핀(Hess-Burg barron vaccurn trephine)을 이용하여 직경 7.5mm로 각막을 표층으로 원형 절개한 후 코니얼 메이커(Corneal marker)를 이용하여 직경 6.5mm, 8.5mm를 표시한 후 다이아몬드 나이프를 이용하여 기존 원형을 따라 깊이 200㎛로 골을 만들었다. 깊이 200㎛의 각막 실질 깊이에서 각막 중심쪽으로 직경 6.5mm가 되도록 각막 실질을 두 부분으로 박리 하였다.

내경 6.0mm 두께 0.15mm의 각막 그라프트 링을 미리 만들어 놓은 각막 실질에 위치시킨 후 나일론 봉합사를 이용하여 16곳을 봉합 하였다. 봉합사는 수여자 각막 쪽에 표시한 6.5mm 부위의 바깥쪽 각막과 링의 내측 부위, 공여자 각막의 8.5mm 부위를 통과하여 각막 그라프트 링에 뒤틀림이 생기지 않도록 하여 봉합사로 봉합하였다. 모두 8군데 같은 방법으로 토끼 각막을 봉합 하였다. 나머지 8군데는 각막 그라프트 링을 통과하지 않고 봉합 하였다.

스테로이드, 항생제 안연고를 하루 2회 30일 동안 점안하였다. 토끼가 마취에서 깨어난 후 7일 동안 실험실 동물 사육장에서 관찰한 후 1주, 1달, 3개월이 되면 안구를 제거하여 포르말린 수용액에 침지후 조직소견을 관찰 하였다.

수술 후 1주일째 수술부위는 안정적으로 유지 되었으며 봉합사도 잘 위치하고 있었다. 외관상 투명한 중심부 각막 소견을 보였으며 각막의 절개부위를 따라 혼탁이 존재 하였으나 신생혈관이 생성되었으나혼탁부분은 없었다. 각막 그라프트 링은 원형 모양을 잘 유지하며 각막 외부 또는 내부로 돌출되어 튀어나오거나 하는 합병증 소견은 없었다.

병리 조직 소견상 절개 부위에 상피조직의 비후화와 각막 실질의 콜라겐(Collagen)이 불규칙한 소견을 보였고 각막 그라프트 링의 주위와 절개부위 쪽에는 염증 세포들이 증가한 소견을 보이고 링 주위를 따라 하이어린 디제너레이션(Hyaline degeneration) 소견을 보였다. 신생혈관은 생성되지 않았다. 각막 그라프트 링 부위의 각막은 융기된 모습 이었다.

수술 후 1달째, 수술부위는 안정적으로 유지 되었으며 봉합사를 제거 하였다. 외관상 투명한 중심부 각막 소견을 보였으나 각막의 절개부위로 신생혈관이 일부 생성되어 들어왔다. 각막 그라프트 링은 원형으로 잘 유지되며 각막 외부 또는 내부로 돌출되지 않고 안정적으로 위치하고 있었다.

병리 조직 소견상 절개 부위에 상피조직의 비후화와 각막 실질의 콜라겐(Collagen)이 불규칙한 배열을 이루고 있었고, 각막 그라프트 링의 주위에는 염증세포가 1주 소견보다 증가하였으나 절개부위에서는 감소한 소견을 보였다. 각막 실질 내에도 신생 혈관들이 생성되고 있었다. 링 주위를 따라 하이어린 디제너레이션(Hyaline degeneration) 소견을 보였다. 역시 각막 그라프트 링 부위의 각막은 융기된 모습 이었다. 그러나 각막 중심부위의 각막은 투명하고 정상 소견을 보였다.

3개월째 적출한 각막은 1개월 소견보다 신생혈관이 감소하였다. 외관상 각막 그라프트 링은 돌출되지 않고 원형을 잘 유지하고 있었다. 중심부 각막 역시 투명하게 보존되어 있었다. 병리 조직 소견상 절개부위에 상피 조직이 비후되고 콜라겐(Collagen) 배열이 불규칙적이었다. 각막 그라프트 링 주변에만 국한되어 염증세포들이 국한되어 증가되어 있었고 신생혈관도 존재하였으나 1개월째에 비하여 감소하는 소견을 보였으며 링은 해부학적으로 안정적인 위치를 유지하고 있었으며 중심부위의 각막은 투명하며 매우 정상적인 소견을 보여주고 있었다. 1개월 보다 3개월로 갈수록 각막이 안정적인 변화를 보인 것은 봉합사에 의한 이물반응이 감소하였기 때문으로 사료된다.

본 발명의 각막 그라프트 링은 각막 이식편의 골격 역할을 함으로서 각막 이식편의 비틀림 현상을 효율적으로 방지 할 수 있고, 봉합시 봉합사의 장력조절로 각막 이식편의 높낮이를 쉽게 조절 할 수 있다. 또한 본 발명의 각막 그라프트 링은 도 4 (a)∼(c)와 같은 원형 또는 이형 단면을 갖고 있어서 각막내 도입 후 보다 견고하게 고정된다. 이와 같은 결과로 본 발명의 각막 그라프트 링은 시력회복 및 난시교정 성공률을 크게 향상 시킨다.

Claims (7)

1. 폴리메타 아크릴레이트(Polymethylmeth aorylate:PMMA)와 같은 생체 적합성 재질로 된 통상의 각막 그라프트 링에 있어서, 각막내 삽입 후 각막을 실질적으로 에워싸서 골격 역할을 할 수 있는 링 현상이며, 각막내에 견고하게 고정될 수 있는 단면구조를 갖는 것을 특징으로 하는 각막 그라프트 링.
2. 제1항에 있어서, 단면 직경이 0.10~0.20mm인 것을 특징으로 하는 각막 그라프트 링.
3. 제1항에 있어서, 링의 내직경이 5.0∼9.0mm인 것을 특징으로 하는 각막 그라프트 링.
4. 제1항에 있어서, 링의 외직경이 5.0~9.0mm인 것을 특징으로 하는 각막 그라프트 링.
5. 제1항에 있어서, 생체적합성 재질이 티타늄 또는 스테인레스인 것을 특징으로 하는 각막 그라프트 링.
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