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섬유주절제술이나 방수유출장치 삽입술은 안압을 낮추기 위해 시행되는 대표적인 술기로서, 방수유출장치 삽입술은 섬 유주절제술을 실패한 경우나 합병증이 있는 녹내장 환자에서 시행하는 경우가 대부분이다. 그러나 최근에는 방수유출장치 의 성능이 더욱 우수해지고, 섬유주절제술 시행 후에 합병증 발생으로 영구적인 손상을 초래하기 쉬운 복잡한 질환이 많아 짐에 따라 방수유출장치 삽입술을 일차적인 수술 치료의 방 법으로 시행하는 경우가 늘어나고 있다.1,2 섬유주절제술에서 와 마찬가지로 방수유출장치 삽입술 또한 여러 합병증들이 보 고되었으며, 가장 흔한 합병증으로 술 후 저안압과 복시 등이 있으며, 특히 저안압은 방수유출장치의 부적절한 기능과 연관 된 경우가 많다.3 최근 사용 가능한 방수유출장치는 주로 실 리콘이나 polypropylene으로 만들어진 플래이트와 실리콘 튜 브로 이루어져 있으며, 술 후 저안압이 발생하는 가능성을 줄
이기 위해, 튜브와 플래이트 사이에 밸브 등의 방수 흐름을 단 방향으로 제한하는 장치들이 사용되고 있다. 대표적으로 현재 많이 사용되는 Ahmed 장치는 저류부의 실리콘 관과 연결되는 부위에 두 장의 얇은 실리콘 막이 있고, 그 사이에 실리콘 관 에 기워진 형태로, 두 장의 실리콘 막이 방수의 흐름을 제어하 는 단방향성 밸브의 역할을 하며, 8 mmHg 이상의 압력에서 만 열리도록 고안되어 술 후 저안압과 관련된 합병증의 발생을 줄여준다고 알려져 있다.4 그러나, Ahmed와 같이 밸브가 있는 방수유출장치의 사용은 술 후 저안압의 빈도을 낮추어 주었지 만, 저안압의 위험성을 완전히 제거하지 못하였다. 그 원인으 로는 밸브기전의 실패, 튜브 주위로의 방수누출, 모양체 기능 부전에 따른 방수 생성 감소 등이 있으며, 특히 Ahmed 장치에 서 밸브는 단방향성 체크 밸브로 공기 중에서는 밸브가 열리 고 닫히는 압력이 존재하지만, 평형염액에서는 닫히는 압력이 특집: 녹내장 진단과 처치의 새로운 시도
새로운 방수유출장치에 대한 연구
박 상 우
전남대학교 의과대학 안과학교실
Fig. 1. Surgical procedure.
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존재하지 않아, 생체 내에 적용하였을 때 밸브의 닫히는 기능 보다 방수의 흐름을 제한하는 정도의 기능을 하기 때문일 것 으로 보고된 바 있다.5-7 그리하여, 여러 연구들에서 밸브가 있 는 방수유출장치를 삽입할 때에도 튜브 결찰이나 스텐트 삽입 등의 방법을 사용하는 것이 술 후 합병증 발생을 낮춘다고 보 고하였다.8,9 이와는 반대로, 이런 디자인의 밸브는 술 후 출혈 이나 염증 등이 발생하였을 때, 밸브가 쉽게 막힐 수 있는 위 험성을 증가시킬 수도 있을 것으로 생각해 볼 수도 있다. 그리 하여 방수유출장치 삽입 후의 안정적인 안압유지와 합병증을
예방하여 좋은 수술 결과를 위해서 더욱 예측가능하며 재현 성이 우수한 밸브의 개발이 필요할 것으로 생각되어 왔다. 본 연구에서는 선택적 접착 공정으로 제작된 폴리머 체크 밸브를 이용한 새로운 방수유출장치의 효과를 알아보고자 하였고, 이를 위해 토끼에서 카보몰용액을 전방에 주입하여 만성 녹내 장 모델을 간단하고 재현성이 높게 만들어 사용하였다(Fig. 1).
본 연구에서 사용한 새로운 방수유출장치는 3층의 폴리머 (가장 위의 덮개층[cover], 중간층[membrane], 바닥층[micro channel])로 구성되어 있으며, 정교한 목표 안압의 설정을 위한 디자인을 위해 Finite-element analyses (FEA)을 사용하였으며, 바닥층에 있는 밸브 기저의 가장 윗부분은 크롬과 금(Cr/Au) 으로 코팅되어 중간층과 접착되지 않게 설계되어 수술의 재현 성 및 신뢰성이 높아졌다(Fig. 2). 조립된 밸브의 크래킹 압력 은 2.50 kPa이었으며, 이는 녹내장 방수유출장치로서 이상적 으로 제시된 목표 압력인 2.67 kPa과 유사하였다. 더욱이 기존 의 장치에서는 본체와 이를 둘러싼 섬유화된 캡슐 사이에 방 수가 고이게 되지만, 이 장치에서는 중간층과 덮게층 사이에 기둥들로 지지를 받고 있는 공간이 있어 방수 저장 공간으로 서 역할을 할 수 있게 하였고, 이는 방수유출장치를 둘러싸고 있는 섬유화된 여과포를 통과하여 방수의 흡수를 더욱 원활 하게 해 줄 것으로 생각한다(Fig. 3). 또 이 장치는 실리콘재질 Fig. 4. Changes of the mean intraocular pressure in eyes with GDD
implantation in the group with bilateral IOP elevation.
Fig. 2. Illustration of a glaucoma drainage device.
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Fig. 3. Diagram of operating principle of the check valve.
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인 Polydimethylsiloxane (PDMS)으로 만들어져, Polypropylene 으로 만들어진 장치에 비해 염증반응이나 섬유화 반응이 적게 발생할 뿐만 아니라 재질의 특성으로 여러 장점이 있을 것으로 보인다.10,11
카보몰용액을 전방 내로 주입하여 만성안압상승 모델을 만 든 후 새로운 방수유출장치를 삽입하여 그 효과를 알아보았을 때, 장치를 삽입한 군에서 장치를 삽입하지 않는 군에 비해 12 주까지 유의한 안압하강을 관찰할 수 있었고, 8안 모두 술 후 저명한 저안압이나 전방내 염증이나 출혈로 인한 튜브의 막힘 등의 합병증은 보이지 않았으며, 안정적인 안압이 유지되었다 (Fig. 4).12 또 장치 주위의 섬유화 반응을 Masson’s Trichrome stain을 이용하여 평가하였을 때에도 심한 섬유화 반응은 관찰 되지 않아, 새로운 방수유출장치를 삽입하였을 때 장치 주위 의 섬유화로 인한 안압하강의 실패를 줄일 수 있을 것으로 생 각한다(Fig. 5).
결론적으로, 본 연구에서 사용된 선택적 결합 공정으로 제 작된 폴리머 체크 밸브 기술을 이용한 방수유출장치는 PDMS 를 이용하여 부드러우며 얇고 섬유화 반응을 줄였으며, 밸브 에 구리와 금을 코팅하여 마찰 문제를 해결하였고 3층으로 이 루어져 방수 저장공간으로 역할을 할 수 있는 구조를 만들어 더욱 안정적이고 신뢰성 있는 안압 조절이 가능하게 해 줄 것 으로 생각된다. 추후 다른 방수유출장치들과의 비교 실험 등 의 추가 연구가 필요할 것으로 사료되며, 향후 이 장치의 녹내 장 환자를 대상으로 하는 인체 적용을 위해서 항 섬유화 물질 의 코팅이나 본체 디자인의 변형 등의 추가적인 연구가 지속되 어야 할 것으로 생각한다.
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