안경용 초음파세척기에 의한 소프트콘택트렌즈의 단백질 침전물 세척효과
주은희·이군자*·임현성*
을지대학교 보건대학원 안경광학과
*을지대학교 보건과학대학 안경광학과
투고일(2010년 7월 30일), 수정일(2010년 9월 8일), 게재확정일(2010년 9월 18일)
···
목적: 안경용 초음파세척기를 이용하여 소프트콘택트렌즈의 단백질 침전물 세척 효과와 콘택트렌즈의 변수에 미 치는 영향을 조사하였다. 방법: 단백질을 오염시킨 etafilcon A 재질의 소프트콘택트렌즈를 다목적용액에 넣어 안경 용 초음파세척기와 콘택트렌즈용 초음파세척기를 사용하여 세척하고 대조군의 콘택트렌즈는 다목적용액으로 세척 한 후 콘택트렌즈에 남아있는 단백질을 추출하여 정량하였고 콘택트렌즈의 전체지름, 베이스커브, 중심두께, 도수 및 함수율의 변화를 측정하였으며 주사전자현미경(scanning electron microscope)으로 콘택트렌즈 표면을 관찰하였 다. 결과: 단백질을 오염시킨 etafilcon A 재질의 콘택트렌즈는 다목적용액에 의해 6.08%의 세척효과를 보였고, 다 목적용액에 콘택트렌즈를 넣고 초음파세척기로 세척한 경우에는 시간에 따라 안경용 초음파세척기에서는 23.73~33.92%, 콘택트렌즈용 초음파세척기에서는 0~12.99%의 세척효과를 보였다. 안경용 초음파세척기로 세척한 콘택트렌즈에서 변수 및 표면 변화는 관찰되지 않았다. 결론: 안경원에서 사용하는 안경용 초음파세척기는 소프트 콘택트렌즈의 단백질 침전물 제거에 효과적이고 변수 변화를 유발하지 않아 안경원에서 진단용 소프트렌즈의 세척 에 활용될 수 있을 것으로 사료된다.
주제어: 소프트콘택트렌즈, 단백질 침전물, 초음파세척, 콘택트렌즈 변수, etafilcon A
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서 론
콘택트렌즈는 시력교정, 각막질환의 치료 및 미용의 목 적으로 이용자가 점점 증가하고 있으나[1,2], 안경과 달리 착용 후 콘택트렌즈의 표면에 단백질, 지방, 점액, 칼슘 등 의 침전물이 부착된다는 문제점을 가지고 있다[3]. 소프트 콘택트렌즈의 경우에는 렌즈 표면이 음전하를 띠기 때문 에 침전물 중 단백질이 많이 부착되는데 특히 누액에 존 재하는 라이소자임은 분자량이 작고 단백질 표면에서 양 전하를 갖기 때문에 렌즈의 표면과 강하게 결합하고, 렌즈 구멍(pore) 사이로 쉽게 들어가 렌즈의 내부에도 단백질 침전물을 형성하며[4], 형성된 단백질 침전물은 착용감 저 하, 시력 저하, 염증 질환, 세균 감염, 렌즈의 변색 등의 부 작용을 발생시킬 수 있다[3,4].
콘택트렌즈의 단백질 침전물을 제거하기 위한 방법으로 는 계면활성세척액, 효소세척액, 다목적용액 등이 사용되 고 있으며 초음파에 의한 세척방법도 활용되고 있다. 최근
에 가장 많이 사용하고 있는 방법은 세척, 헹굼, 소독이 한 번에 가능한 다목적용액으로 그 사용자가 1997년에 56%
에서 2007년에는 93%로 증가하였다[5]. 다목적용액은 사 용이 간편하나 소프트콘택트렌즈에 부착된 침전물을 완전 히 제거하지 못하며 계면활성세척액보다 단백질 침전물 제거 효과가 적은 것으로 보고되었다[3,6].
초음파세척기는 세척용액과 렌즈 표면의 밀도를 증가시 켜 콘택트렌즈의 표면에서 초음파가 교차될 때 렌즈의 표 면과 침전물의 결합이 깨어지는 원리를 이용하여 세척효 과를 높이는 방법으로, Fatt[7]은 초음파처리에 의해 소프트 콘택트렌즈의 세척과 소독이 효과적으로 이루어져 안전하 고 편리하며 관리 비용이 절감되는 장점이 있다고 보고하 였고, Hay 등[8]도 초음파처리가 콘택트렌즈에 부착된 가 시아메바(acanthameba)를 효과적으로 제거해준다고 보고 하였다. 이러한 초음파의 세척 및 소독효과가 알려지면서 콘택트렌즈용 초음파세척기가 제작판매되고 있다. 그러나 안경렌즈 세척에 활용되고 있는 안경용 초음파세척기의
교신저자 연락처: 이군자, 461-713 경기도 성남시 수정구 양지동 212 을지대학교 안경광학과 TEL: 031-740-7182, FAX: 031-740-7365, E-mail: [email protected]
경우 임상에서 콘택트렌즈 관리용으로 일부 활용되고 있 으나 단백질 침전물 세척효과와 콘택트렌즈에 미치는 영 향에 대한 연구는 없는 실정이다. 안경용 초음파세척기가 콘택트렌즈 단백질 침전물 제거에 효과가 있고 콘택트렌 즈의 변수에 영향을 주지 않는다면 안경원에서 진단용 난 시교정용 콘택트렌즈나 칼라콘택트렌즈 등의 관리에 활용 될 수 있을 것으로 생각된다.
따라서 본 연구에서는 안경용 초음파세척기를 콘택트렌 즈 관리에 활용할 수 있는지 확인하고자 동일한 농도로 오염시킨 etafilcon A 재질의 소프트 콘택트렌즈를 안경용 초음파세척기를 사용하여 초음파처리한 후 단백질 침전물 세척 효과와 초음파에 의한 콘택트렌즈 변수 및 콘택트렌 즈 표면 변화를 조사하였다.
대상 및 방법
1. 콘택트렌즈 및 관리용액
본 연구를 위해 콘택트렌즈는 미국연방식품의약국 (FDA) 분류상 Group IV(고함수, 이온성)에 속하는 etafil- con A 재질의 Acuvue 2 렌즈(Johnson & Johnson, USA) 를 선택하였고(Table 1), 다목적용액은 시판되고 있는 1종 의 다목적용액을 사용하였다(Table 2). 콘택트렌즈는 다목 적용액군, 콘택트렌즈용 초음파세척군 및 안경용 초음파 세척군으로 나누고 콘택트렌즈용 초음파세척군 및 안경용 초음파세척군은 초음파처리 시간에 따라 20초, 40초, 1분, 2분, 3분 및 5분 그룹으로 세분하였고, 각각의 실험군에는 10개의 콘택트렌즈를 사용하였다.
초음파처리에 의한 콘택트렌즈의 변수 변화는 세척효과
를 보인 20초 세척군과 세척효과가 가장 높았던 3분 세척 군에 대해서만 측정하였으며 각각의 실험군에는 5개의 콘 택트렌즈를 사용하였다.
2. 소프트 콘택트렌즈의 단백질 오염
1) 인공눈물 제조
본 연구에 사용한 인공눈물은 Minarik 등[9]의 방법과 Hu 등[10]의 방법을 본 연구목적에 맞도록 수정하여 증류 수에 0.7% NaCl, 0.17% KCl, 0.005% CaCl2, 0.22% NaHCO3, 1.2 mg/mL chicken egg lysozyme(Sigma Co., USA), 3.88 mg/mL bovine serum albumin(Sigma Co., USA)을 용해시킨 후 눈물의 환경과 동일하도록 pH 7.4에 맞도록 제조하였다.
2) 착용 기간에 따른 단백질 침전물 정량을 위한 콘택 트렌즈 오염
Etafilcon A 재질의 Acuvue 2(Johnson & Johnson, USA) 렌즈를 개봉한 후 식염수로 충분히 헹구고 제조한 인공눈 물 1 mL에 넣어 하루 착용 기준 시간인 8시간동안 상온 에서 50 rpm 속도로 흔들어주면서 오염시켰다. 8시간 동 안 오염시킨 콘택트렌즈를 1일 군으로 정하였는데 오염시 간은 예비실험을 통해 콘택트렌즈 착용자가 직접 착용한 etafilcon A 재질에 부착된 단백질 침전물의 양과 유사한 수준이 되도록 8시간으로 결정하였다.
3) 초음파세척기의 세척효과 비교를 위한 콘택트렌즈 오염 초음파세척기의 세척효과를 관찰하기 위하여 etafilcon A 재질의 Acuvue 2(Johnson & Johnson, USA) 렌즈를 개 봉한 후 식염수로 충분히 헹구고 제조한 인공눈물 1 mL에 넣고 콘택트렌즈에 단백질 부착이 포화상태를 이루도록 24시간동안 상온에서 50 rpm 속도로 흔들어주면서 오염 시켰다[6].
3. 단백질이 오염된 콘택트렌즈 세척방법
1) 다목적용액에 의한 세척방법
인공눈물에 오염시킨 콘택트렌즈 10개를 이용하여 표면 에 다목적용액을 2~3방울 떨어뜨리고 콘택트렌즈 전, 후 면을 고르게 20초 동안 문질러 세척한 후 식염수로 10초 동안 충분히 헹구어 주었다.
2) 콘택트렌즈용 초음파세척기에 의한 세척방법
인공눈물에 오염시킨 콘택트렌즈를 시중에서 판매되고 있는 콘택트렌즈용 초음파세척기(73(W)×73(D)×30(H) mm, output voltage 5W)를 사용하여 세척하였다. 콘택트 Table 1. The contact lens parameters used in this study
Contact Lens Acuvue 2
Manufacturer Johnson & Johnson Co.
FDA group Group IV
Material etafilcon A
Diameter 14.0 mm
Base Curve 8.7 mm
Center Thickness at −3.00D 0.084 mm
Power −3.00 Diopter
Table 2. The composition of contact lens cleaner used in this study
Products Multi Purpose Solution
Composition boric acid, sodium borate, edetate disodium, poloxamer, sodium chloride, DYMED
렌즈용 초음파세척기 용기 안에 오염된 콘택트렌즈와 다 목적용액 4 mL를 함께 넣고 초음파처리를 하였다. 실험군 은 초음파 처리시간에 따라 20초, 40초, 1분, 2분, 3분 및 5분 그룹의 렌즈로 세분하여 각 그룹마다 10개씩의 콘택 트렌즈를 사용하였으며 초음파처리 후 식염수로 충분히 헹구어 주었다. 본 연구에서 사용된 콘택트렌즈용 초음파 세척기의 제조사는 2분 동안 초음파처리를 적정시간으로 제시하였다.
3) 안경용 초음파세척기에 의한 세척방법
인공눈물에 오염시킨 콘택트렌즈를 안경원에서 사용하 고 있는 안경용 초음파세척기(170(W)×150(D)×170(H) mm, output voltage 100W)를 사용하여 세척하였다. 초음 파세척기의 용기 안에 물을 가득 채운 후 콘택트렌즈 케 이스에 다목적용액 4 mL와 오염된 콘택트렌즈를 넣고 초 음파처리를 하였다. 실험군은 초음파 처리시간에 따라 20 초, 40초, 1분, 2분, 3분 및 5분 그룹의 렌즈로 세분하여 각 그룹마다 10개씩의 콘택트렌즈를 사용하였으며 초음파 처리 후 식염수로 충분히 헹구어 주었다.
4. 단백질 침전물 추출 및 분석
1) 단백질 추출 방법
오염된 콘택트렌즈는 식염수로 충분히 헹군 후 Keith 등[11]의 방법을 이용하여 단백질을 추출하였다. 단백질 추 출용액(acetonitrile/0.2% trifluoroacetic acid=1/1) 1 mL에 콘택트렌즈를 상온에서 16시간 동안 방치시켜 콘택트렌즈 에 부착된 단백질 침전물을 추출하였다.
2) 단백질 정량 방법
콘택트렌즈에 부착된 단백질 침전물의 양은 Qubit® fluorometer와 Quant-iTTM Protein Assay Kits를 이용하여 측정하였다. 추출된 단백질용액은 vacuum을 이용하여 완전히 건조시켜 증류수 50 µL에 녹인 후 10 µL을 취 하고 protein reagent를 완충용액에 희석(1:200)시킨 용액 190 µL와 혼합하여 15분 동안 암실에서 발색시킨 후 Qubit fluorometer을 사용하여 470~570 nm에서 측정하 였다. 단백질 정량을 위한 표준곡선(standard curve)은 BSA 용액으로 하여 만들어 단백질 침전물 정량에 사용하 였다.
5. 초음파처리 후 콘택트렌즈의 변수 측정
1) 초음파처리
초음파에 의한 콘택트렌즈의 변수 변화를 관찰하기 위
하여 초음파 처리시간에 따라 20초 처리군과 3분 처리군 으로 세분하고 각각의 실험군에는 5개의 렌즈를 사용하였 다. 분석용 콘택트렌즈는 위의 방법과 동일하게 초음파세 척기 안에 물을 가득 넣은 후 콘택트렌즈 케이스에 etafil- con A 재질의 콘택트렌즈와 다목적용액을 함께 넣고 20초 및 3분 동안 각각 5회씩 반복하여 초음파처리를 한 후 식 염수로 충분히 헹구었다.
2) 콘택트렌즈의 변형 검사 및 분석
초음파처리 전에 콘택트렌즈의 전체지름, 베이스커브, 중심두께, 굴절력 및 함수율을 미리 측정하였고 초음파처 리 후에 다시 측정하여 비교하였다. 콘택트렌즈의 전체지 름과 베이스커브는 BC Screen(JCF, OPTIMEC), 중심두께 는 Electronic Thickness Gauge(ET-3, Rehder Develop- ment Company), 굴절력은 Magnon(LM-770, NIDEC)을 사 용하여 3회씩 반복 측정하여 평균값을 구하였고 함수율은 중량측정법을 사용하여 측정하였다. 탈수 전 무게를 측정 하기 위해 렌즈 표면의 물기를 완전히 제거하여 무게를 측정하였고, 탈수 후 무게를 측정하기 위해 렌즈를 100oC 의 건조기((주)지시코, 한국)에서 18시간 동안 방치시킨 후 상온에서 30분을 유지하여 무게를 측정하였다. Origin Ver 8.0을 사용하여 paired t-test를 하여 변수 변화 및 함수율 의 변화를 확인하였고 검정을 위한 유의수준은 5%로 설 정하였다.
3) 초음파처리에 의한 콘택트렌즈의 표면 변화 검사 초음파처리에 의한 콘택트렌즈의 표면 변화를 확인하기 위하여 초음파처리 전의 콘택트렌즈와 초음파처리 후 콘 택트렌즈를 중성수로 헹구고 70oC에서 10분간 열풍 건조 시킨 다음 주사전자현미경(Scanning Electron Microscope, SEM; Hitachi S-3000H, Japan)을 이용하여 1,000배, 5,000 배 및 10,000배의 배율로 렌즈 표면을 관찰하였다.
결 과
1. 기간에 따른 etafilcon A 소프트콘택트렌즈의 단백질 침전물 정량분석
Etafilcon A 재질의 렌즈를 동일한 조건의 실험실 상태 에서 하루에 8시간씩 인공눈물에 오염시킨 결과 1일군 3.61±0.08 µg/lens, 3일군 6.15±0.41 µg/lens, 5일군 8.26
±0.21 µg/lens, 7일군 10.14±0.41 µg/lens, 10일군 10.48±
0.41µg/lens, 14일군 10.80±0.32 µg/lens으로 단백질 침전 물의 양은 7일까지 계속 증가했으며(F=18.86, p<0.05, ANOVA) 7일군부터는 완만한 포화곡선을 나타내었다 (Fig. 1).
2. 세척방법에 의한 세척효과 비교
인공눈물 1 mL에 넣고 콘택트렌즈에 단백질 부착이 포 화상태를 이루도록 24시간동안 상온에서 50 rpm 속도로 흔들어주면서 오염시킨 결과 부착된 단백질양은 이때 부 착된 단백질 양은 평균 5.10±0.33 µg/lens으로 하루 8시간 을 기준으로 2일 동안 착용한 콘택트렌즈에 부착된 양과 유사한 수준으로 나타났다. 다목적용액, 안경용 초음파세 척기, 콘택트렌즈용 초음파세척기를 사용하여 단백질에 오염된 콘택트렌즈를 세척한 후 세척효과를 확인한 결과 다목적용액 세척군은 6.08%의 세척효과를 보였고(Table 3), 이 결과는 다른 제품의 다목적용액과 비교하여 세척효 과가 낮게 나타났다[6]. 콘택트렌즈용 초음파세척기를 이용 한 경우 세척효과는 세척시간에 따라 차이를 보였으나 (F=10.43, p<0.05, ANOVA), (Table 4), 20초군, 1분군, 3 분군 및 5분군에서는 유의한 효과가 나타나지 않았고 40
초군은 2.55%, 2분군은 12.99%의 세척효과를 보였으며 제조사에서 제시한 2분 처리군에서 세척효과가 가장 좋았 다. 안경용 초음파세척기를 이용한 세척방법에서는 세척 시간에 따라 20초군 23.73%, 40초군 22.94%, 1분군 26.28%, 2분군 30.20%, 3분군 33.92%, 5분군 25.49%로 3 분까지는 세척효과가 증가하나 5분 세척군에서는 세척효 과가 감소하는 양상을 보여(F=12.21, p<0.05, ANOVA), (Table 4). 3분군에서 가장 높은 세척효과를 보였다.
3. 반복적인 초음파처리에 의한 콘택트렌즈의 변수 변화 안경용 초음파세척기에 의한 반복적인 초음파처리 후 콘택트렌즈의 전체지름, 베이스커브, 중심두께, 도수 및 함수율을 측정하여 비교한 결과 전체지름, 도수 및 함수율 에서 약간의 차이는 보였지만 유의하지 않았으며, 모든 변 수값이 허용오차범위 이내로 나타났다(p>0.05, paired t- test), (Table 5).
4. 반복적인 초음파처리에 의한 콘택트렌즈의 표면 변화 안경용 초음파세척기에 의한 반복적인 초음파처리 후 콘택트렌즈의 표면을 주사전자현미경으로 관찰한 결과 모 든 배율에서 변화가 관찰되지 않았다(Fig. 2).
Fig. 1. Amount of protein deposits in the etafilcon A contact lenses according to spoilage time (Day 1=8 hours of contamination, in-vitro)
Table 3. Comparison of protein deposits in etafilcon A contact lenses cleaned by ReNu multipurpose solution
(n=10/each group)
Group Protein amounts (µg/lens) Cleaning efficacy*
Mean±SD (min~max) (%)
Control 5.10±0.33 (4.63~5.62) 0 MPS 4.79±0.72 (3.97~5.86) 6.08
*Cleaning efficacy(%)=100−{(Protein amounts of group/Protein amounts of control)×100}
Table 4. Amount of protein deposits in the etafilcon A contact lenses cleaned by ultrasonic cleaner (n=10/each group) Group Ultrasonic cleaner for eye glasses Ultrasonic cleaner for eye glasses
Ultrasonic treatment
Protein amount (µg/lens) Mean±SD (min~max)
Cleaning
efficacy* (%) ANOVA Protein amount (µg/lens) Mean±SD (min~max)
Cleaning
efficacy* (%) ANOVA Control 5.10±0.33 (4.63~5.62) −
F=10.43 p<0.05
5.10±0.33 (4.63~5.62) −
F=12.21 p<0.05 20 sec 5.54±0.23 (5.17~5.75) −8.63% 3.89±0.81 (2.79~5.11) 23.73
40 sec 4.97±0.59 (4.00~5.54) 2.55% 3.93±0.43 (3.13~4.61) 22.94
1 min 5.56±0.18 (5.33~5.83) −9.02% 3.76±0.42 (3.16~4.42) 26.28
2 min 4.43±0.33 (3.90~4.86) 12.99% 3.56±0.46 (3.10~4.35) 30.20
3 min 5.23±0.34 (4.72~5.66) −2.55% 3.37±0.32 (2.73~3.71) 33.92 3.80±0.58 (2.65~4.62) 25.49 5 min 5.38±0.12 (5.22~5.54) −5.49%
*Cleaning efficacy(%)=100−{(Protein amounts of group/Protein amounts of control)×100}
고 찰
콘택트렌즈를 착용하면 콘택트렌즈 표면에 침전물이 부 착되기 때문에 침전물을 제거하기 위한 다양한 세척방법 이 개발되어 있으나 세척효과는 만족할 만한 수준이 되지 못하는 것으로 알려졌다[6]. 전 세계적으로 RGP 렌즈 착용 자 수는 감소하고 소프트콘택트렌즈 착용자는 증가하고 있으며 하루착용 콘택트렌즈의 수요가 늘어가고 있지
만[1,2] 정기교체용 콘택트렌즈 착용자가 많은 우리나라 현
실에서[12,13]건강하게 콘택트렌즈를 착용하기 위해서는 소
프트콘택트렌즈의 세척이 여전히 중요한 이슈가 되고 있 다. 정기교체용 소프트콘택트렌즈의 경우에는 착용시간에 따라 단백질 침전물이 증가되며 부착된 단백질 침전물은 착용감의 저하, 세균번식 및 알레르기 결막염의 원인이 되 기 때문에[3] 좀 더 효율적인 세척방법이 필요하다고 생각 되었고 특히 안경원에서 소프트렌즈의 관리에 안경세척용 초음파세척기가 효과적일 것으로 예측되었다. 이에 본 연 구는 안경용 초음파세척기와 다목적용액 및 콘택트렌즈용 초음파세척기의 세척효과를 비교하고, 반복적인 초음파세 척으로 인한 콘택트렌즈의 변수 변화를 확인하여 정기교 Table 5. Change of parameters by repetitive ultrasonication on etafilcon A contact lenses (n=5/each group)
Group 20 sec. treated group (Mean±SD) 3 min. treated group (Mean±SD)
control sonicated p-value control sonicated p-value
Diameter (mm) 13.88±0.03 13.90±0.00 0.18 13.96±0.02 13.95±0.04 ND
Base Curve (mm) 8.30±0.00 8.30±0.00 ND 8.53±0.03 8.56±0.02 ND
Center Thickness (mm) 0.06±0.004 0.06±0.004 ND 0.08±0.002 0.08±0.00 ND
Power (D) −3.02±0.05 −3.05±0.07 0.62 −3.00±0.00 −3.00±0.00 ND
Water contents (%) 65.37±0.44 67.16±0.56 0.08 65.37±0.44 70.17±2.01 0.07 All lenses were repetitive sonicated for 20 seconds and 3 minutes
ND: not different, p>0.05
The value of tolerance: Diameter; ±0.05 mm, Base Curve; ±0.025 mm, Center Thickness: ±0.02 mm, Power: ±0.25D
Fig. 2. Photography of contact lens surfaces after repetitive ultrasonication on etafilcon A contact lenses observed by scanning electron microscope. (n=5/each group)
체용 소프트콘택트렌즈의 세척 뿐 만 아니라 콘택트렌즈 처방을 위해 사용하는 진단용(시험용) 난시교정 소프트렌 즈 및 칼라콘택트렌즈의 관리에 안경용 초음파세척기의 활용 가능성을 확인하는 데 연구 목적을 두었다.
단백질 침전물의 오염은 예비실험을 통하여 결정하였다.
본 실험에 선행하여 시행한 예비실험에서 콘택트렌즈 착 용자가 7일 동안 직접 착용한 etafilcon A 재질의 소프트 콘택트렌즈에 부착된 단백질의 양은 9.34±1.72 µg/lens로 측정되었고, 이는 polymacon 렌즈의 단백질 부착량 0.03
±0.06 µg/lens으로[15]보다 많은 값으로 측정되었으며 착 용자에 따라 개인별 차이가 있었다(t=−4.38, p=0.00, paired t-test). In vivo 상태와 유사한 단백질 침전물을 부 착시키기 위하여 실험실 조건에서 하루에 8시간씩 7일 동 안 인공눈물과 반응시킨 결과 etafilcon A 콘택트렌즈에 단백질이 in vivo 실험의 결과와 유사하게 10.14±0.41 µg/
lens 부착되어 etafilcon A 렌즈와 인공눈물의 반응시간은 8시간으로 결정하였다.
Etafilcon A 콘택트렌즈의 단백질 침전물의 부착양상은 착용 5일까지 착용시간에 따라 급격히 증가하다가 (F=14.31, p<0.05, ANOVA) 점점 포화상태를 이루어 14 일 후 10.80±0.32 µg/lens의 단백질이 부착되었다. Leahy 등[14]도 etafilcon A 재질의 소프트콘택트렌즈를 1분, 15분, 1시간 및 8시간 동안 착용하였을 때 총 단백질 침전물 양 은 시간에 따라 급격히 증가하였다고 하였고, 박 등[16]도 관리용액을 사용하여 매일 세척한 etafilcon A 재질의 소 프트콘택트렌즈의 단백질 침전물은 본 연구와 동일하게 초기에 빠른 속도로 부착되다가 일정한 양이 되면 부착되 는 속도가 급격히 감소되는 평형상태에 도달한다고 보고 하였다. 본 연구에서 측정된 단백질 부착량은 Luensmann 등[17]및 Lyndon 등[18]의 결과와 차이가 있는데 두 연구자 의 경우에는 눈물에 존재하는 라이소자임 농도보다 높은 고농도의 라이소자임 용액을 콘택트렌즈와 반응시켜 부착 시켰고, 단백질 정량 방법도 다르기 때문으로 생각된다.
다목적용액에 의한 세척방법은 편리한 관리방법이지만 세척효과가 좋지 않아 다목적용액으로 관리를 하여도 단 백질 침전물이 완전히 제거되지 않는다고 보고되었
다[3,19,20]. 다목적용액에 의한 단백질 침전물 세척효과는
11%[6]이며, 누액 내 단백질 성분 중 라이소자임은 15.8%, 알부민은 62.2%의 세척 효과를 나타냈다[17]고 보고되었다.
소프트 콘택트렌즈의 단백질 침전물이 대부분 라이소자임 인 점을 고려하면 다목적용액의 단백질 세척효과는 낮은 것으로 평가되며 본 연구에서도 다목적용액에 의한 단백 질 침전물 세척효과는 6.08%로 낮은 것으로 나타났다.
초음파는 인간의 귀에 들리지 않는 높은 주파수의 공기 의 파동으로 초음파처리를 하면 세척액에 초음파 에너지
로 발생하는 기포를 이용하여 불순물을 용해, 분쇄, 착탈 하여 세척효과를 낼 수 있다. 따라서 이 방법은 세척액 속 에 포함된 기체에 높은 압력이 작용하여 눈에 보이지 않 는 미세한 구멍 속의 이물까지도 단시간 내에 세척이 가 능해지며 초음파 자체의 방사압에 의한 교번효과, 열작용 등이 용액과 상승작용을 일으켜 높은 살균력과 세척효과 를 이루어내기 때문에 사람이 손으로 닦지 못하는 콘택트 렌즈의 미세한 구멍까지 살균과 세척이 가능하다고 보고 되었다[21]. Hay 등[8]은 콘택트렌즈용 초음파세척기를 이용 하여 렌즈에 부착된 가시아메바의 소독도 가능하다고 보 고하였고, Efron 등[22]은 콘택트렌즈용 초음파세척기를 이 용하여 소프트콘택트렌즈에 부착된 포도구균, 녹농균, 세 라티아마르세센스균 등의 제거에 효과적이라고 보고하였 다. 이처럼 콘택트렌즈용 초음파세척기는 개발되어 판매 되고 있고 안경원에서 사용하고 있지만 안경용 초음파세 척기에 의한 세척효과 연구는 미미한 수준이다.
단백질 침전물에 대한 초음파세척의 연구로 윤[21]은 콘 택트렌즈용 초음파세척기를 사용하여 세척시간이 길어질 수록 단백질 제거율이 높아지고 10분 세척 시 제거율이 94.86%라고 보고하였다. 본 연구결과에서는 콘택트렌즈용 초음파세척기의 세척시간이 10분 인 경우 안경원에서 활 용도가 떨어질 것으로 판단하여 5분 이내에서 최적의 효 과를 나타내는 시간을 찾고자 하였고 그 결과 안경용 초 음파세척기는 20초 동안 사용하였을 때 세척효과가 23.73%, 3분 동안 사용하였을 때 세척효과는 33.92%임을 확인하였고, 콘택트렌즈용 초음파세척기의 경우에는 2분 처리한 경우에만 세척효과는 13.14%로 나타났다. 이것은 윤[21]의 실험방법이 본 연구의 실험방법과 차이가 있기 때 문으로 윤[21]의 연구에서는 알부민(human serum albumin, HSA, Sigma Co., USA)을 단백질로 사용하여 vifilcon A 재질의 소프트콘택트렌즈에 12시간동안 부착시킨 후 콘택 트렌즈용 초음파세척기를 사용하여 5분, 10분 동안 세척 하고 남아있는 단백질을 정량하였는데 알부민 단백질의 경우 단백질 표면에 전하가 없어 콘택트렌즈 재질과 결합 하지 않고 표면에 약하게 흡착(adsorption)되어 식염수에 의한 세척으로도 제거될 수 있는(unpublished data, 본 연 구의 예비실험 결과) 단백질이기 때문에 초음파에 의한 세 척효과가 높게 나타난 것으로 사료된다. 또한 콘택트렌즈 용 초음파세척기와 비교하여 안경용 초음파세척기의 경우 출력전압이 높아 초음파에 의해 단백질 침전물이 더욱 효 과적으로 제거된 것으로 사료된다.
결론적으로 안경용 초음파세척기는 콘택트렌즈용 초음 파세척기의 세척효과보다 우수하며 20초 동안 짧은 시간 초음파처리를 하였을 때도 다목적용액을 사용했을 때 보 다 3.9배, 콘택트렌즈용 초음파세척기를 사용했을 때 보다
1.8배 효과적이었다.
이처럼 초음파 세척기를 사용하였을 때 단백질 침전물을 효과적으로 제거하더라도 콘택트렌즈의 변수와 함수율에 영향을 준다면 사용할 수 없기 때문에 초음파가 콘택트렌 즈의 변수 및 함수율에 미치는 영향을 확인한 결과 초음파 처리가 etafilcon A 재질의 소프트콘택트렌즈 전체지름, 베 이스커브, 중심두께, 도수 및 함수율에 영향을 주지 않는 것으로 나타났다(p>0.05, paired t-test).
이상의 고찰로부터 etafilcon A 재질의 소프트콘택트렌 즈의 경우 콘택트렌즈를 다목적용액과 함께 렌즈 케이스 에 넣고 20초 정도의 짧은 시간동안 초음파처리를 하였을 때 다목적용액을 사용했을 때 보다 세척효과가 우수하고 시판되는 콘택트렌즈용 초음파세척기보다도 효과적이며 콘택트렌즈의 변수에 변화를 주지 않기 때문에 안경원에 서 업무용으로 사용하는 난시축교정용 진단렌즈(시험렌즈) 및 색상식별용 미용진단렌즈의 세척에 사용될 수 있을 것 으로 사료된다.
결 론
안경원에서 사용하는 안경용 초음파세척기는 etafilcon A 재질 소프트콘택트렌즈의 단백질 침전물 세척에 매우 효과적이었고 이 결과는 다목적용액, 콘택트렌즈용 초음 파세척기를 사용했을 때 보다 더 높은 세척효과를 보였으 며 반복적인 초음파처리에 의해서도 콘택트렌즈 전체지름, 베이스커브, 중심두께 및 도수 변화를 유발하지 않았다.
따라서 정기교체용 소프트렌즈, 난시축교정용 진단렌즈 및 색상식별용 미용 진단렌즈를 다목적용액과 함께 콘택 트렌즈 케이스에 넣고 안경용 초음파세척기에서 초음파처 리를 하여 사용하면 다목적용액보다 더 높은 세척효과를 얻을 수 있을 것으로 사료된다.
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The Effects of Ultrasonic Cleaner for Eye Glasses on Protein Deposits and Parameters in Soft Contact Lens
Eun-Hee Ju, Koon-Ja Lee* and Hyun-Sung Leem*
Department of Optometry, Graduate School of Public Health Science, Eulji University
*Department of Optometry, College of Health Science, Eulji University (Received July 30, 2010: Revised September 8, 2010: Accepted September 18, 2010)
Purpose: The cleaning effect of protein deposit and the change of contact lens parameters by ultrasonic cleaner for eye glasses on the soft contact lenses were investigated. Methods: Etafilcon A contact lenses contaminated with protein, was ultrasonicated by ultrasonic cleaner for eye glasses and for the control group, spoiled contact lenses were cleaned by multi-purpose solution. The remaining protein deposits on the contact lenses were determined after extraction and the changes of overall diameter, base curve, center thickness power, and water contents on contact lenses were measured and surfaces of contact lenses were observed by scanning electron microscope. Results: The cleaning efficacies of multi-purpose solution on protein deposited etafilcon A contact lenses were 6.08%, and 23.73~33.92% in the group of ultrasonic cleaner for eye glasses with multi-purpose solution and 0~12.99% in the group of ultrasonic clear for contact lens with multipurpose solution depending on the treatment time. The changes of parameters and surface on contact lenses by ultrasonication were not observed. Conclusions: Ultrasonic cleaner for eye glasses can be used to eliminate protein deposits for the diagnostic soft contact lens in the office since it was effective to eliminate protein deposits and not caused change of parameters on soft contact lenses.
Key words: Soft contact lens, Protein deposits, Ultrasonication, Contact lens parameter, Etafilcon A
