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문제 정의
- 따라서 본 연구에서는 안경용 초음파세척기를 콘택트렌즈 관리에 활용할 수 있는지 확인하고자 동일한 농도로 오염시킨 etafilcon A 재질의 소프트 콘택트렌즈를 안경용 초음파세척기를 사용하여 초음파처리한 후 단백질 침전물세척 효과와 초음파에 의한 콘택트렌즈 변수 및 콘택트렌즈 표면 변화를 조사하였다.
- 정 기교체용 소프트콘택트렌즈의 경우에는 착용시 간에 따라 단백질 침전물이 증가되며 부착된 단백질 침전물은 착용감의 저하, 세균번식 및 알레르기 결막염의 원인이 되기 때문에[3] 좀 더 효율적인 세척방법이 필요하다고 생각되었고 특히 안경원에서 소프트렌즈의 관리에 안경세척용 초음파세척기가 효과적일 것으로 예측되었다. 이에 본 연구는 안경용 초음파세척기와 다목적용액 및 콘택트렌즈용초음파 세 척 기 의 세 척 효과를 비 교하고, 반복적 인 초음파세척으로 인한 콘택트렌즈의 변수 변화를 확인하여 정기교체용 소프트콘택트렌즈의 세척 뿐만 아니라 콘택트렌즈 처방을 위해 사용하는 진단용(시험용) 난시교정 소프트렌즈 및 칼라콘택트렌즈의 관리에 안경용 초음파세척기의 활용 가능성을 확인하는데 연구 목적을 두었다.
제안 방법
- 50rpm 속도로 흔들어주면서 오염시켰다. 8시간 동안 오염시킨 콘택트렌즈를 1일 군으로 정하였는데 오염 시간은 예비실험을 통해 콘택트렌즈 착용자가 직접 착용한 etafilcon A 재질에 부착된 단백질 침전물의 양과 유사한 수준이 되도록 8시간으로 결정하였다.
- Etafilcon A 재질의 Acuvue 2(Johnson & Johnson, USA) 렌즈를 개봉한 후 식염수로 충분히 헹구고 제조한 인공눈물 1 mL 에 넣어 하루 착용 기준 시간인 8시간 동안 상온에서 50rpm 속도로 흔들어주면서 오염시켰다. 8시간 동안 오염시킨 콘택트렌즈를 1일 군으로 정하였는데 오염 시간은 예비실험을 통해 콘택트렌즈 착용자가 직접 착용한 etafilcon A 재질에 부착된 단백질 침전물의 양과 유사한 수준이 되도록 8시간으로 결정하였다.
- 00, paired t-test). In vivo 상태와 유사한 단백질 침전물을 부착시키기 위하여 실험실 조건에서 하루에 8시간씩 7일 동안 인공눈물과 반응시킨 결과 etafilcon A 콘택트렌즈에 단백질이 in vivo 실험의 결과와 유사하게 10.14 + 0.41 pg/ lens 부착되어 etafilcon A 렌즈와 인공눈물의 반응시간은 8시간으로 결정하였다.
- 단백질 침전물의 오염은 예비실험을 통하여 결정하였다. 본 실험에 선행하여 시행한 예비실험에서 콘택트렌즈 착용자가 7일 동안 직접 착용한 etafilcon A 재질의 소프트콘택트렌즈에 부착된 단백질의 양은 9.
- 본 연구에 사용한 인공눈물은 Minarik 등[9]의 방법과 Hu 등[10]의 방법을 본 연구목적에 맞도록 수정하여 증류수에 0.7% NaCl, 0.17% KCl, 0.005% CaCL, 0.22% NaHCQ, 1.2mg/mL chicken egg lysozyme(Sigma Co., USA), 3.88 mg/mL bovine serum albumin(Sigma Co., US A)을 용해시킨 후 눈물의 환경과 동일하도록 pH 7.4에 맞도록 제조하였다.
- 실험군은 초음파 처리시간에 따라 20초 40초 1분, 2분, 3분 및 5분 그룹의 렌즈로 세분하여 각 그룹마다 10개씩의 콘택트렌즈를 사용하였으며 초음파처리 후 식염수로 충분히 헹구어 주었다. 본 연구에서 사용된 콘택트렌즈용 초음파세척기의 제조사는 2분 동안 초음파처리를 적정시간으로 제시하였다.
- 분석용 콘택트렌즈는 위의 방법과 동일하게 초음파세척기 안에 물을 가득 넣은 후 콘택트렌즈 케이스에 etafilcon A 재질의 콘택트렌즈와 다목적용액을 함께 넣고 20초 및 3분 동안 각각 5회씩 반복하여 초음파처리를 한 후 식염수로 충분히 헹구었다.
- 초음파세척기의 용기 안에 물을 가득 채운 후 콘택트렌즈 케이스에 다목적용액 4mL 와 오염된 콘택트렌즈를 넣고 초음파처리를 하였다. 실험군은 초음파 처리시간에 따라 20 초, 40초, 1분, 2분, 3분 및 5분 그룹의 렌즈로 세분하여 각 그룹마다 10개씩의 콘택트렌즈를 사용하였으며 초음파처리 후 식염수로 충분히 헹구어 주었다.
- 콘택트렌즈용 초음파세척기 용기 안에 오염된 콘택트렌즈와 다목적용액 4mL를 함께 넣고 초음파처리를 하였다. 실험군은 초음파 처리시간에 따라 20초 40초 1분, 2분, 3분 및 5분 그룹의 렌즈로 세분하여 각 그룹마다 10개씩의 콘택트렌즈를 사용하였으며 초음파처리 후 식염수로 충분히 헹구어 주었다. 본 연구에서 사용된 콘택트렌즈용 초음파세척기의 제조사는 2분 동안 초음파처리를 적정시간으로 제시하였다.
- 초음파세척기의 세척효과를 관찰하기 위하여 etafilcon A 재질의 Acuvue 2(Johnson & Johnson, USA) 렌즈를 개봉한 후 식염수로 충분히 헹구고 제조한 인공눈물 1 mL 에 넣고 콘택트렌즈에 단백질 부착이 포화상태를 이루도록 24시간 동안 상온에서 50 rpm 속도로 흔들어주면서 오염시켰다[6].
- 초음파세척기의 용기 안에 물을 가득 채운 후 콘택트렌즈 케이스에 다목적용액 4mL 와 오염된 콘택트렌즈를 넣고 초음파처리를 하였다. 실험군은 초음파 처리시간에 따라 20 초, 40초, 1분, 2분, 3분 및 5분 그룹의 렌즈로 세분하여 각 그룹마다 10개씩의 콘택트렌즈를 사용하였으며 초음파처리 후 식염수로 충분히 헹구어 주었다.
- 초음파에 의한 콘택트렌즈의 변수 변화를 관찰하기 위하여 초음파 처리시간에 따라 20초 처리군과 3분 처리군으로 세분하고 각각의 실험군에는 5개의 렌즈를 사용하였다. 분석용 콘택트렌즈는 위의 방법과 동일하게 초음파세척기 안에 물을 가득 넣은 후 콘택트렌즈 케이스에 etafilcon A 재질의 콘택트렌즈와 다목적용액을 함께 넣고 20초 및 3분 동안 각각 5회씩 반복하여 초음파처리를 한 후 식염수로 충분히 헹구었다.
- 초음파처리 전에 콘택트렌즈의 전체지름, 베이스커브, 중심두께, 굴절력 및 함수율을 미리 측정하였고 초음파처리 후에 다시 측정하여 비교하였다. 콘택트렌즈의 전체 지름과 베이스커브는 BC Screen(JCF, OPTIMEC), 중심두께는 Electronic Thickness Gauge(ET-3, Rehder Development Company), 굴절력은 Magnon(LM-770, NIDEC)을 사용하여 3 회씩 반복 측정하여 평균값을 구하였고 함수율은 중량측정법을 사용하여 측정하였다.
- 초음파처리에 의한 콘택트렌즈의 표면 변화를 확인하기 위하여 초음파처리 전의 콘택트렌즈와 초음파처리 후 콘택트렌즈를 중성수로 헹구고 70oC 에서 10분간 열풍 건조시킨 다음 주사전자현미경 (Scanning Electron Microscope, SEM; Hitachi S-3000H, Japan) 을 이용하여 1,000배, 5, 000 배 및 10, 000배의 배율로 렌즈 표면을 관찰하였다.
- 다목적용액을 사용하였다(Table 2). 콘택트렌즈는 다목적용액군, 콘택트렌즈용 초음파세척군 및 안경용 초음파세척군으로 나누고 콘택트렌즈용 초음파세척군 및 안경용 초음파세척군은 초음파처리 시간에 따라 20초, 40초, 1분, 2분, 3분 및 5분 그룹으로 세분하였고, 각각의 실험군에는 10개의 콘택트렌즈를 사용하였다.
- 콘택트렌즈에 부착된 단백질 침전물의 양은 Qubit® fluorometer 와 Quant-iT™ Protein Assay Kits 를 이용하여 측정하였다. 추출된 단백질용액은 vacuum을 이용하여 완전히 건조시 켜 증류수 50 皿에 녹인 후 10 皿을 취하고 protein reagent 를 완충용액에 희석(1:200)시킨 용액 190 rL와 혼합하여 15분 동안 암실에서 발색시킨 후 Qubit fluorometer을 사용하여 470~570nm에서 측정하였다.
- 후에 다시 측정하여 비교하였다. 콘택트렌즈의 전체 지름과 베이스커브는 BC Screen(JCF, OPTIMEC), 중심두께는 Electronic Thickness Gauge(ET-3, Rehder Development Company), 굴절력은 Magnon(LM-770, NIDEC)을 사용하여 3 회씩 반복 측정하여 평균값을 구하였고 함수율은 중량측정법을 사용하여 측정하였다. 탈수 전 무게를 측정하기 위해 렌즈 표면의 물기를 완전히 제거하여 무게를 측정하였고, 탈수 후 무게를 측정하기 위해 렌즈를 100oC 의 건조기((주)지시코, 한국)에서 18시간 동안 방치시킨 후상온에서 30분을 유지하여 무게를 측정하였다.
- 콘택트렌즈의 전체 지름과 베이스커브는 BC Screen(JCF, OPTIMEC), 중심두께는 Electronic Thickness Gauge(ET-3, Rehder Development Company), 굴절력은 Magnon(LM-770, NIDEC)을 사용하여 3 회씩 반복 측정하여 평균값을 구하였고 함수율은 중량측정법을 사용하여 측정하였다. 탈수 전 무게를 측정하기 위해 렌즈 표면의 물기를 완전히 제거하여 무게를 측정하였고, 탈수 후 무게를 측정하기 위해 렌즈를 100oC 의 건조기((주)지시코, 한국)에서 18시간 동안 방치시킨 후상온에서 30분을 유지하여 무게를 측정하였다. Origin Ver 8.
대상 데이터
- 본 연구를 위해 콘택트렌즈는 미국연방식품의약국 (FDA) 분류상 Group IV(고함수, 이온성) 에 속하는 etafilcon A 재질의 Acuvue 2 렌즈(Johnson & Johnson, USA) 를 선택하였고 (Table 1), 다목적용액은 시판되고 있는 1종의 다목적용액을 사용하였다(Table 2). 콘택트렌즈는 다목적용액군, 콘택트렌즈용 초음파세척군 및 안경용 초음파세척군으로 나누고 콘택트렌즈용 초음파세척군 및 안경용 초음파세척군은 초음파처리 시간에 따라 20초, 40초, 1분, 2분, 3분 및 5분 그룹으로 세분하였고, 각각의 실험군에는 10개의 콘택트렌즈를 사용하였다.
- 인공눈물에 오염시킨 콘택트렌즈를 시중에서 판매되고 있는 콘택트렌즈용 초음파세척기 (73(W)X 73(D) X 30(H) mm, output voltage 5W) 를 사용하여 세척하였다. 콘택트렌즈용 초음파세척기 용기 안에 오염된 콘택트렌즈와 다목적용액 4mL를 함께 넣고 초음파처리를 하였다.
- 인공눈물에 오염시킨 콘택트렌즈를 안경원에서 사용하고 있는 안경용 초음파세척기 (170(W)X150(D)X 170(H) mm, output voltage 100W) 를 사용하여 세척하였다. 초음파세척기의 용기 안에 물을 가득 채운 후 콘택트렌즈 케이스에 다목적용액 4mL 와 오염된 콘택트렌즈를 넣고 초음파처리를 하였다.
- 초음파처리에 의한 콘택트렌즈의 변수 변화는 세척효과를 보인 20초 세척군과 세척효과가 가장 높았던 3분 세척 군에 대해서만 측정하였으며 각각의 실험군에는 5개의 콘택트렌즈를 사용하였다.
데이터처리
- 탈수 전 무게를 측정하기 위해 렌즈 표면의 물기를 완전히 제거하여 무게를 측정하였고, 탈수 후 무게를 측정하기 위해 렌즈를 100oC 의 건조기((주)지시코, 한국)에서 18시간 동안 방치시킨 후상온에서 30분을 유지하여 무게를 측정하였다. Origin Ver 8.0을 사용하여 paired t-test를 하여 변수 변화 및 함수율의 변화를 확인하였고 검정을 위한 유의수준은 5%로 설정하였다.
이론/모형
- 오염된 콘택트렌즈는 식염수로 충분히 헹군 후 Keith 등[11]의 방법을 이용하여 단백질을 추출하였다. 단백질 추출용액 (acetonitrile/0.
성능/효과
- Etafilcon A 재질의 렌즈를 동일한 조건의 실험실 상태에서 하루에 8시간씩 인공눈물에 오염시킨 결과 1일군 3.61 ±0.08 Rg/lens, 3일군 6.15 + 0.41 Rg/lens, 5일군 8.26 ±0.21 Rg/lens, 7일군 10.14+0.41 Rg/lens, 10일군 10.48±0.41 Rg/lens, 14일군 10.80+0.32 Rg/lens으로 단백질 침전물의 양은 7일까지 계속 증가했으며(F=18.86, p<0.05, ANOVA) 7일군부터는 완만한 포화곡선을 나타내었다 (Fig. 1).
- 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 pg/lens의 단백질이 부착되었다. Leahy 등[14]도 etafilcon A 재질의 소프트콘택트렌즈를 1분, 15분, 1시간 및 8시간 동안 착용하였을 때 총 단백질 침전물 양은 시간에 따라 급격히 증가하였다고 하였고, 박 등[16]도 관리용액을 사용하여 매일 세척한 etafilcon A 재질의 소프트콘택트렌즈의 단백질 침전물은 본 연구와 동일하게 초기에 빠른 속도로 부착되다가 일정한 양이 되면 부착되는 속도가 급격히 감소되는 평형상태에 도달한다고 보고하였다.
- 결론적으로 안경용 초음파세척기는 콘택트렌즈용 초음파세척기의 세척효과보다 우수하며 20초 동안 짧은 시간 초음파처리를 하였을 때도 다목적용액을 사용했을 때 보다 3.9 배, 콘택트렌즈용 초음파세척기를 사용했을 때 보다 1.8배 효과적이었다.
- 33 μg/lens으로 하루 8시간을 기준으로 2일 동안 착용한 콘택트렌즈에 부착된 양과 유사한 수준으로 나타났다. 다목적용액, 안경용 초음파세척기, 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 세척 효과가 낮게 나타났다[이. 콘택트렌즈용 초음파세척기를 이용한 경우 세척효과는 세척시간에 따라 차이를 보였으나 (F= 10.
- 않았다. 따라서 정기교체용 소프트렌즈, 난시축교정용 진단 렌즈 및 색상식별용 미용 진단렌즈를 다목적용액과 함께 콘택트렌즈 케이스에 넣고 안경용 초음파세척기에서 초음파처리를 하여 사용하면 다목적용액보다 더 높은 세척 효과를 얻을 수 있을 것으로 사료된다.
- 결정하였다. 본 실험에 선행하여 시행한 예비실험에서 콘택트렌즈 착용자가 7일 동안 직접 착용한 etafilcon A 재질의 소프트콘택트렌즈에 부착된 단백질의 양은 9.34+1.72 pig/lens로 측정되었고, 이는 polymacon 렌즈의 단백질 부착량 0.03 ±0.06 pg/lens으로[15] 보다 많은 값으로 측정 되 었으며 착용자에 따라 개인별 차이가 있었다(t=-4.38, p=0.00, paired t-test). In vivo 상태와 유사한 단백질 침전물을 부착시키기 위하여 실험실 조건에서 하루에 8시간씩 7일 동안 인공눈물과 반응시킨 결과 etafilcon A 콘택트렌즈에 단백질이 in vivo 실험의 결과와 유사하게 10.
- 86%라고 보고하였다. 본 연구결과에서는 콘택트렌즈용 초음파세척기의 세척시간이 10분 인 경우 안경원에서 활용도가 떨어질 것으로 판단하여 5분 이내에서 최적의 효과를 나타내는 시간을 찾고자 하였고 그 결과 안경용 초음파세척기는 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 때문으로 윤21]의 연구에서는 알부민 (human serum albumin, HSA, Sigma Co.
- 2%의 세척 효과를 나타냈다[17]고 보고되었다. 소프트 콘택트렌즈의 단백질 침전물이 대부분 라이소자임인 점을 고려하면 다목적용액의 단백질 세척효과는 낮은 것으로 평가되며 본 연구에서도 다목적용액에 의한 단백질 침전물 세척효과는 6.08%로 낮은 것으로 나타났다.
- 안경용 초음파세척기에 의한 반복적인 초음파처리 후 콘택트렌즈의 전체지름, 베이스커브, 중심두께, 도수 및 함수율을 측정하여 비교한 결과 전체지름, 도수 및 함수율에서 약간의 차이는 보였지만 유의하지 않았으며, 모든 변수값이 허용오차범위 이내로 나타났다 (p>0.05, paired ttest), (Table 5).
- 안경용 초음파세척기에 의한 반복적인 초음파처리 후 콘택트렌즈의 표면을 주사전자현미경으로 관찰한 결과 모든 배율에서 변화가 관찰되지 않았다 (Fig. 2).
- 안경원에서 사용하는 안경용 초음파세척기는 etafilcon A 재질 소프트콘택트렌즈의 단백질 침전물 세척에 매우 효과적이었고 이 결과는 다목적용액, 콘택트렌즈용 초음파세척기를 사용했을 때 보다 더 높은 세척효과를 보였으며 반복적인 초음파처리에 의해서도 콘택트렌즈 전체지름, 베이스커브, 중심두께 및 도수 변화를 유발하지 않았다. 따라서 정기교체용 소프트렌즈, 난시축교정용 진단 렌즈 및 색상식별용 미용 진단렌즈를 다목적용액과 함께 콘택트렌즈 케이스에 넣고 안경용 초음파세척기에서 초음파처리를 하여 사용하면 다목적용액보다 더 높은 세척 효과를 얻을 수 있을 것으로 사료된다.
- 이처럼 초음파 세척기를 사용하였을 때 단백질 침전물을 효과적으로 제거하더라도 콘택트렌즈의 변수와 함수 율에영향을 준다면 사용할 수 없기 때문에 초음파가 콘택트렌즈의 변수 및 함수율에 미치는 영향을 확인한 결과 초음파처리가 etafilcon A 재질의 소프트콘택트렌즈 전체지름, 베이스 커브, 중심두께, 도수 및 함수율에 영향을 주지 않는 것으로 나타났다(p>0.05, paired t-test).
- 인공눈물 1 mL 에 넣고 콘택트렌즈에 단백질 부착이 포화상태를 이루도록 24시간 동안 상온에서 50rpm 속도로 흔들어주면서 오염시킨 결과 부착된 단백질양은 이때 부착된 단백질 양은 평균 5.10 + 0.33 μg/lens으로 하루 8시간을 기준으로 2일 동안 착용한 콘택트렌즈에 부착된 양과 유사한 수준으로 나타났다. 다목적용액, 안경용 초음파세척기, 콘택트렌즈용 초음파세척기를 사용하여 단백질에 오염된 콘택트렌즈를 세척한 후 세척효과를 확인한 결과 다목적용액 세척군은 6.
- 인공눈물에 오염시킨 콘택트렌즈 10개를 이용하여 표면에 다목적용액을 2~3방울 떨어뜨리고 콘택트렌즈 전, 후면을 고르게 20초 동안 문질러 세척한 후 식염수로 10초 동안 충분히 헹구어 주었다.
- 08%의 세척효과를 보였고 (Table 3), 이 결과는 다른 제품의 다목적용액과 비교하여 세척 효과가 낮게 나타났다[이. 콘택트렌즈용 초음파세척기를 이용한 경우 세척효과는 세척시간에 따라 차이를 보였으나 (F= 10.43, p<0.05, ANOVA), (Table 4), 20초군, 1 분군, 3 분군 및 5분군에서는 유의한 효과가 나타나지 않았고 40초군은 2.55%, 2 분군은 12.99% 의 세척효과를 보였으며 제조사에서 제시한 2분 처리군에서 세척효과가 가장 좋았 匸다. 안경용 초음파세척기를 이용한 세척방법에서는 세척 시간에 따라 20초군 23.
후속연구
- 그러나 안경렌즈 세척에 활용되고 있는 안경용 초음파세척기의 경우 임상에서 콘택트렌즈 관리용으로 일부 활용되고 있으나 단백질 침전물 세척효과와 콘택트렌즈에 미치는 영향에 대한 연구는 없는 실정이다. 안경용 초음파세척기가 콘택트렌즈 단백질 침전물 제거에 효과가 있고 콘택트렌즈의 변수에 영향을 주지 않는다면 안경원에서 진단용 난시 교정용 콘택트렌즈나 칼라콘택트렌즈 등의 관리에 활용될 수 있을 것으로 생각된다.
- 이상의 고찰로부터 etafilcon A 재질의 소프트콘택트렌즈의 경우 콘택트렌즈를 다목적용액과 함께 렌즈 케이스에 넣고 20초 정도의 짧은 시간동안 초음파처리를 하였을 때 다목적용액을 사용했을 때 보다 세척효과가 우수하고 시 판되는 콘택 트렌즈용 초음파세 척 기 보다도 효과적이며 콘택트렌즈의 변수에 변화를 주지 않기 때문에 안경원에서 업무용으로 사용하는 난시축교정용 진단렌즈(시험렌즈) 및 색상식별용 미용진단렌즈의 세척에 사용될 수 있을 것으로 사료된다.
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