녹내장은, 세계적인 실명 원인의 상위에 꼽히는 안질환이다.
안압 상승에 의해, 시각정보를 뇌에 전달하는 시신경에 장애가 생겨 시력저하나 실명을 일으키고, 녹내장은 일반적으로 안압을 낮추는 점안약이나 레이저 치료, 수술을 통해 대응하지만 안압 상승은 돌발적으로 일어나는 경우도 있기 때문에 조기 치료가 어렵다.
하지만 이번에, 중국 중산대 연구팀은 안압 상승을 감지해 자동으로 약제를 방출하는 스마트 콘택트렌즈를 개발.
녹내장은 조기에 대응할 수 있으면, 시력 저하와 실명을 방지할 수 있기 때문에 실용화가 크게 기대된다.
■ 녹내장의 조기 발견과 치료를 위해
미국 보건지표평가연구소(IHME)의 제이미 스타인메츠 씨는, 2020년 녹내장의 세계적 데이터를 분석한 연구에서, 녹내장은 조기에 발견되면, 대부분 병세 악화를 저지하거나 지연시킬 수 있다고 보고했다.
그러나, 녹내장은 가장 먼저 주변 시야에서 손상되기 때문에 일반적으로 발견이 어렵고, 환자 본인도 깨닫지 못하는 경우가 많다.
또한, 진단에 사용되는 기기에서는, 일상 속에서 변동하는 안압의 스냅샷 밖에 측정할 수 없다.
그 때문에, 스타인메츠 씨는 "안압 상태의 감시 시스템 개선이나 조기 치료의 향상이 중요하다"라고 강조하고 있었다.
그래서 중산대학의 연구팀이 주목한 것은 콘택트렌즈....
눈에 착 달라붙는 콘택트렌즈는 시력 교정과 눈 질환 치료법으로서 큰 매력을 가지고 있다.
한편, 소형이고 유연하며, 굽은 매우 얇은 렌즈에 전기 회로나 센서를 내장하는 것은 매우 난도가 높은 기술이다.
또한 녹내장을 치료하는 콘택트렌즈를 만들려면, 안압의 변화를 빠르게 감지하여 적당량의 약제를 방출하고, 그러면서도 시야를 막거나 눈을 자극하지 않도록 해야한다.
■ 스마트 콘택트렌즈의 구조는?
팀이 개발한 콘택트렌즈는, 이중 구조로 되어있다.
먼저 상부 렌즈와 하부 렌즈 사이에 안압 변화를 감지하는 전자 회로를 끼우고, 하부 렌즈 아래에 항녹내장제인 브리모니진을 코팅한 박막을 세팅.
렌즈 사이에 끼워진 전자 회로는, ㄱ 자형의 캔틸레버식(아래 그림의 보라색 부분)으로 되어 있어, 거기에 매우 얇은 "에어 필름(공기막)"을 걸고 있다.
이 에어 필름이 안구로부터의 외압으로 압축되면 전자 회로가 안압의 변화를 감지하는 구조이다.
그리고 안압이 위험한 수준에 도달하면, 무선으로 보리모니진이 방출되고, 브리모니진은 이온토포레시스(iontophoresis, 생체조직에 물질을 송달하기 위해 전류를 사용하는 기술)에 의해 렌즈 뒤쪽에서 각막을 통과해 안구 안으로 흘러들어간다.
또, 복수의 전자회로는 콘택트렌즈의 외연에 배치되어 있기 때문에, 장착자의 시야를 가리지 않는다.
현시점에서는 돼지와 토끼에 장착하여 테스트가 실시되었고, 안압을 경감시키는데 성공했다는 것.
다만, 사람으로 임상시험을 하려면 아직 많은 연구가 필요하다고 한다.
중산대학의 전기 기사로, 본연구 주임인 첸 양 씨는 "이 콘택트렌즈는 특히, 급성 원전 폐색 구석 녹내장의 치료를 목적으로 설계하고 있다"라고 코멘트.
원전 폐색 구석 녹내장은, 모세체로 만들어진 방수가 홍채와 수정체 사이를 흐르기 어려워져 고여 버림으로써 안압을 높여 버리는 증상이다.
여기에는 급성과 만성이 있지만, 급성의 경우 안구 내 액압이 돌발적으로 상승하여 하룻밤 사이에 실명하게 되는 경우도 있다. 또 눈 통증이나 심한 두통, 구토 등을 동반하는 것으로 알려졌다.
하지만, 스마트 콘택트렌즈가 급격한 안압 상승을 감지해, 빠르게 약제를 투여할 수 있다면 최악의 사태를 막을 수 있을 것이다.
게다가 연구팀은, 이 렌즈의 제조 방법이, 컴퓨터의 회로 기판을 만드는데 사용되고 있는, 대규모로 비용 효율이 좋은 제조 프로세스와 호환성이 있기 때문에, 용이하게 대량 생산도 가능하다고 말한다.
가까운 미래에 이 콘택트렌즈가 녹내장 치료의 대세가 될지도 모른다.
