▲ <그림1> Graduated tint

각막이식 수술 후에는 흔히 강도 난시가 생긴다. 한 연구 결과에 의하면 각막이식 수술 후에 교정해야할 평균 난시도는 5.56D 임이 밝혀졌다. 따라서 환자의 안경처방은 수술 후 수개월에 걸쳐 변동될 수 있다.

굴절의 변화와 각막곡률측정(keratometry) 또는 각막지형측정(corneal topography)은 회복과정을 추적하기 위한 지표(指標)로서 이용될 수 있다. 인공각막이식술(keratoprosthesis)은 성공률이 높다 할지라도 드물게는 녹내장•임플란트의 돌출•급성홍채염 또는 안구조직의 감염과 같은 중증합볍증이 일어날 수 있다.

건강한 각막 부분과 결속된 세포는 즉시 콜라겐 재료(collagen material)에서 성장하기 시작했다. 시력은 20/400(0.05)에서 20/100(0.2)까지 향상되었는데, 이것은 환자가 수술 전 보다 4배 훨씬 멀리 있는 물체를 볼 수 있음을 의미한다. 모든 환자가 즉시 더 잘 볼 수 없었던 까닭은 이 연구에 이용됐던 봉합사가 각막표면을 거칠게 했기 때문이다.

콘택트렌즈는 시력을 향상시킬 수 있어서 면 거칠음을 보상하였다. 지장이 적은 봉합사는 문제점을 개량해야 할 다음 임상연구에 사용하게 된다. 연구원들은 2년 후에 합병증이 나타나지 않고, 신중하게 콘택트렌즈를 사용함으로써 시력이 사체 각막의 이식과 같은 정도로 좋다는 사실을 알게 되었다.
 

물론 콘택트렌즈는 공여된 사체각막과 함께 보조물로서 흔히 이용됐다는 것을 알아야 한다.

이 연구는 인간의 눈에 인공으로 만든 렌즈를 접합(blending)할 수 있음을 보여주고 있으며, 각막신경과 조직의 재생을 보여준 최초의 것이다.

그리핏트 박사는 현재 그녀의 연구팀이 이러한 경이적인 각막을 제조하기 위해 ‘클린룸’을 짓고 있음을 밝혔다. 그녀는 역시 첫해에 20~25명의 환자로서 시작하였으나 후년에는 보다 큰 규모의 trial sessions를 착수하기 기대하고 있다.

더욱이 연구원들은 플라스틱과 같은 인공각막을 개량하고, 각막의 성장을 촉진시킬 수 있는 줄기세포치료(stem cell treatments)를 창출하기 위한 연구를 진행하고 있다(Corneal Burns Successfully Treated with Stem Cells from Aug. 2010 issue of this publication 참조).

美듀크대학 안센터의 각막이식 주임교수인 알란 칼슨 박사는 이 연구에 불참했으나 이 연구계획을 강력하게 지지하였다.

그는 “나는 이 연구를 우리가 해야할 중요한 사업으로 특성화 하고 싶다. 궁극적으로 이 조직과 결합해서 여러분 자신의 세포가 될 모조인공각막(模造人工角膜)을 만든다는 것은 흥미진진한 사건이라고 생각한다” 라고 했다. 칼슨 박사는 이 수술이 각막 두께 전체를 이식하는 것이 아님을 경고 했다. 환자 본래의 각막 내피는 바꾸지 않았다. 각막 상피로 문제된 환자는 이식사례의 약 10% 정도이다.

미국에서 새 바이오합성각막은 한 개당 평균가격이 2,500달러(수수료 포함)로 공여자의 각막보다는 저렴할 것으로 생각한다(미국에서 3,500달러). 미국 환자들은 인도나 싱가포르에서 미국 또는 영국의 1/4밖에 되지 않는 저가의 각막을 구하고 있다.

합성 플라스틱으로 만든 인공각막(義角膜)은 공여 받은 각막이식으로 실패한 경험을 가진 환자에게 이용된다. 그들은 이식하기 곤란하며, 감염•녹내장•망막박리를 일으키는 것으로 알려졌다.

존스 홉킨스 병원의 백내장 및 각막 질병센터를 총괄하고 있는 의과대학 안과교수인 스타크 박사는 “이 연구 결과는 사람의 각막을 이식하는 것만큼 좋지는 않다”며 “이것은 하나의 훌륭한 테크닉이 될 수 있을지 모르지만 당장 임상용으로는 쓸 수 없다”고 지적했다.

또 하나의 각막 이식 방법은 고도의 정밀한 레이저를 사용하는 것이다. 레이저의 짧고 강력한 레이저 펄스를 이용해서 정확한 방법으로 환자의 눈에 맞도록 각막조직을 재단해서 모양을 만든다.

이 방법은 ‘플렉(Femtosecond Laser-Enabled Keratoplasty:FLEK)’이라고 부른다. 윌리암 W. 컬버스톤 박사는 “이 방법은 가까운 시일 내에 각막이식술에 대한 표준이 될 것” 이라고 했다. 지난 2년 동안 컬버스톤 박사는 여러 환자에 대하여 약 50건의 플렉(FLEK) 각막이식술을 하였는데 회복기간이 더욱 빨라져서 좋은 결과를 얻었다.

그러나 문제는 난시이다. 난시는 공여자와 수혜자 사이에 부조화가 발생했을 때 난시 문제가 발생할 수 있다. 작은 비대칭성 봉합긴장도 난시를 일으킬 수 있다. 이런 타입의 증상은 보통 콘택트렌즈로 교정할 수 있다.

또한, 각막이식 환자는 갑작스런 상처 또는 머리에 충격을 받아 새 조직이 떨어질 위험이 있다. 그럴 경우 조직은 다시 붙일 수 있으며, 다시 각막이식을 할 수도 있다.

Bascon Palmer 대학의 임상안과 부교수이자 각막 전문의사인 소니아 유 박사는 “지난 30년 동안 각막이식기법에 있어서 주요한 발전은 없었다”고 말했다.

또한 “우리는 장기간에 걸쳐 공여자의 각막 조직을 저장할 수 있게 되었으며 더욱 효과적인 거부반응 방지 약품을 개발할 수 있었다. 현재 레이저의 사용은 다음 단계를 위한 비약적인 도약”이라고 한다.
 
유박사와 그녀의 동료들은 펨토세컨드 레이저(Femtosecond laser) 기술이 각막이식에 대한 새로운 발전에 문호를 개방할 것으로 생각한다. 장비의 정교한 컴퓨터조정 소프트웨어는 의사들에게 무한한 3차원 형태의 변화와 고도의 정밀한 치수를 프로그램화 하도록 한다.

역시 이러한 방법은 부분적인 각막이식을 하는데 사용되며 손상된 얇은 세포층은 각막의 전후면에서 벗겨내고 건강한 공여자의 조직으로 교체한다. 의사들은 환자의 필요에 따라 각기 다른 층으로 각막을 쪼갤 수 있으므로 안과 의사들은 각막 수술에 있어서 하나의 혁명이라고 생각한다.

그것은 각막의 수동절제(手動切除)보다 정밀한 조정방법(controlled method)이고, 이식거부 반응의 위험을 줄여준다. 각막이식을 여러 번 실패했을 경우 인공각막은 시력을 복원하기 위한 다른 대안이 될 수 있는 것이다.

오늘날 각막 전문의들은 몇몇 각막질병의 진행에 있어서 일찍 개입할 수 있다. 심각한 정도의 반흔이 발생할 때까지 쳐다만 보고 기다리는 것이 아니라 각막 전면(前面)을 더욱 더 얇은 조각으로 베어낼 수 있게 되었고, 투명한 조직의 조각을 정확하게 오려 맞춰서 교체할 수 있게 되었다.

이것은 환자가 지난 수 년 동안 불편하고 성능이 떨어지는 콘택트렌즈와 싸워온 것을 생각한다면 놀라운 일이다.

이제 최첨단 디지털 기술과 바이오 테크놀로지를 기반으로 한 합성각막 이식술의 진보와 발전은 각막이식을 필요로 하는 미래의 모든 환자에게 시력복원의 꿈을 실현시킬 수 있게 되었다.