각막

Cornea
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각막
Cornea.png
각막 림버스에 의해 각막으로부터 분리된 각막을 보여주는 인간의 눈의 도식도
세부 사항
의 일부눈 앞쪽
시스템시각계
함수굴절광
식별자
라틴어각막
메슈D003315
TA98A15.2.02.012
TA26744
FMA58238
해부학적 용어

각막은 홍채, 동공, 전방을 덮고 있는 투명한 눈 앞부분이다.앞쪽 챔버와 렌즈와 함께 각막은 빛을 굴절시켜 눈 전체 광력의 약 3분의 2를 차지한다.[1][2]인간의 경우 각막의 굴절력은 대략 43디옵트다.[3]각막은 라식수술과 같은 외과적 시술로 재형성할 수 있다.[4]

각막은 눈의 집중력 대부분을 기여하지만, 각막의 집중력은 고정되어 있다.수용(물체 가까이에서 더 잘 볼 수 있도록 빛의 재집중)은 렌즈의 기하학적 구조를 변경함으로써 이루어진다.각막과 관련된 의학 용어는 그리스어 κέρας, 뿔에서 접두사 "케라트-"로 시작하는 경우가 많다.

구조

각막은 접촉, 온도, 화학 물질에 민감하게 반응하는 무염색 신경 결말을 가지고 있다; 각막을 만지면 무의식적으로 눈꺼풀을 감는다.투명성이 가장 중요하기 때문에 건강한 각막은 그 안에 혈관이 없거나 필요하다.대신 산소는 눈물에 녹았다가 각막 전체에 퍼져서 건강을 유지한다.[5]마찬가지로 영양소는 최루액에서 외부 표면을 통해 확산되며 수성 유머는 내부 표면을 통해 전달된다.영양소는 각막 신경에 의해 공급되는 신경트로핀을 통해서도 나온다.인간의 경우 각막의 지름은 약 11.5mm이고, 중심은 0.5~0.6mm, 주변은 0.6~0.8mm이다.투명성, 분자성, 미성숙 주민 면역세포의 존재, 면역 특권 등은 각막을 매우 특별한 조직으로 만든다.

포유류 각막에서 가장 풍부한 수용성 단백질은 알부민이다.[6]

인간의 각막은 각막 림버스의 쇄골과 경계를 이룬다.램프리스에서 각막은 단지 경막의 연장일 뿐, 그 위의 피부와는 별개지만, 보다 발달한 척추동물에서는 비록 여러 겹으로 이루어져 있지만, 하나의 구조를 형성하기 위해 항상 피부와 융합되어 있다.물고기와 일반적으로 수생 척추동물의 경우, 각막은 사실상 물과 같은 굴절률을 가지고 있기 때문에 빛을 집중시키는데 아무런 역할을 하지 못한다.[7]

미세조영술

여백 근처에서 사람 각막의 수직 부분. (월디어)확대하다.1: 상피.2: 앞쪽 탄성 라미나.3:실증 프로프리아.4: 후탄성 라미나(데스메트의 막).5: 전방의 내피.a: 실체 프로프리아 앞층의 사선 섬유. b: 라멜로 섬유들이 가로로 잘려져 점 모양의 모양을 만든다.c: 단면에서 방추형으로 보이는 각막. d: 라멜로 섬유는 종방향으로 절단된다.e: 보다 뚜렷한 세포를 가지고 더 두꺼운 상피에 의해 보충되는 슬레라로 전환한다.f: 작은 혈관이 각막의 여백 부근을 가로지른다.
SD-OCT에 의해 이미징된 각막 단면

인간의 각막은 5개 층(두아 층을 포함하면 6개 정도)으로 되어 있다.[8]다른 영장류의 각막은 5개의 알려진 층을 가지고 있다.고양이, 개, 늑대, 그리고 다른 육식동물의 각막은 4개만 가지고 있다.[9]인체 각막의 앞쪽에서 뒤쪽으로 층은 다음과 같다.

  1. 각막 상피: 성장이 빠르고 쉽게 재생되는 세포의 극도로 얇은 다세포 상피 조직층(비케라틴화된 층상피층)이 눈물로 촉촉하게 유지되었다.각막 상피의 불규칙성 또는 부종은 눈의 전체 굴절력 중 가장 중요한 구성 요소인 공기/경막 인터페이스의 부드러움을 방해하여 시력 감퇴를 초래한다.각막 상피는 결막 상피와 연속되며, 피폭층에 지속적으로 유출되어 기저층의 곱셈에 의해 재생되는 약 6층의 세포로 구성되어 있다.
  2. Bowman의 층(전방 제한막이라고도 한다):하피층 지하막 대신에 논의했을 때, Bowman의 층은 콜라겐(주로 타입 I 콜라겐 섬유), 라미네인, 니도겐, 펄레칸, 그리고 각막 스트로마를 보호하는 다른 HSPG로 구성된 단단한 층이다.보우맨 층은 지하막하와 별개의 실체로 논의될 때 주로 무작위로 구성되지만 촘촘하게 짜여진 콜라겐 섬유질로 구성된 무세포 응축된 영역으로 설명할 수 있다.이 섬유질들은 서로 상호작용을 하고 붙어 다닌다.이 층은 8~14마이크로미터(μm) 두께로[10], 비주류에서는 결석하거나 매우 얇다.[9][11]
  3. 각막 스트로마(Corneal stroma, 또한 실체아 프로프리아): 두껍고 투명한 중간층으로서, 일반적 보수와 유지보수를 위한 세포인 희박하게 분포된 상호연결 각질세포와 함께 규칙적으로 배열된 콜라겐 섬유로 구성되어 있다.[10]그것들은 평행하고 책 페이지처럼 겹쳐져 있다.각막 스트로마는 주로 I형 콜라겐 섬유질의 약 200층으로 구성되어 있다.각 층은 1.5~2.5μm이다.각막 두께의 최대 90%는 스트로마로 구성된다.[10]각막의 투명성이 어떻게 생겨나는가에 대한 두 가지 이론이 있다.
    1. 스트로마 내 콜라겐 섬유질의 격자 배열개별 섬유에 의한 빛 산란은 다른 개별 섬유로부터 산란된 빛으로부터의 파괴적인 간섭에 의해 취소된다.[12]
    2. 스트로마에서 이웃한 콜라겐 섬유질의 간격은 < 200nm>여야 투명성이 있다.(골드만과 베네딕)
  4. 데스체메트의 막(후방 제한막): 각막 내피막의 변형된 지하막 역할을 하는 얇은 무세포 층으로, 여기서부터 세포가 파생된다.이 층은 콜라겐 타입 I 섬유보다 강성이 떨어지는 콜라겐 타입 IV 섬유로 주로 구성되며, 피험자의 연령에 따라 두께가 5~20μm 정도 된다.데스메트의 막 바로 앞, 매우 얇고 강한 층인 두아의 층으로 두께가 15미크론이고 1.5~2바 정도의 압력을 견딜 수 있다.[13]
  5. 각막내막: 미토콘드리아가 풍부한 세포의 두께 약 5 μm의 단순한 편평형 또는 낮은 입체형 단층이다.이 세포들은 수성과 각막의 각막 구획들 사이의 유체와 용액 수송을 조절하는 역할을 한다.[14](이곳에서는 내피라는 용어가 잘못된 말이다.각막내막은 혈액이나 임파선이 아닌 수용성 유머에 의해 목욕되며, 혈관내막과 기원과 기능, 외모가 매우 다르다.)각막 상피와 달리 내피 세포는 재생되지 않는다.대신, 그것들은 액체의 조절에 영향을 미치는 내피세포의 전체 세포 밀도를 감소시키는 죽은 세포를 보상하기 위해 늘어난다.만약 내피세포가 더 이상 적절한 유체 균형을 유지할 수 없다면, 과도한 유체로 인한 스트롬 부종과 그에 따른 투명성 상실이 일어나 각막의 투명성에 대한 각막 부종과 간섭을 유발하여 형성된 이미지를 손상시킬 수 있다.[14]각막 내피에 퇴적된 홍채 색소 세포는 때때로 수류에 의해 뚜렷한 수직 패턴으로 씻겨질 수 있다 - 이것을 크루켄베르크의 스핀들이라고 한다.

신경 공급

각막은 70~80년 긴 담도신경을 거쳐 삼차신경의 안과 분열을 통해 감각신경섬유로 촘촘히 내향되어 있어 신체의 가장 민감한 조직 중 하나이다.각막의 통증 수용체 밀도가 피부보다 300~600배, 치과용 펄프보다 20~40배 높아 구조물에 어떤 상처도 지독하게 아프다는 연구 결과가 나왔다.[15][16]

담도신경은 내피 아래를 달려 시신경( 시신경만 송출하는 것)과 떨어져 있는 쇄골의 구멍을 통해 눈을 빠져나간다.[10]신경은 세 가지 단계를 거쳐 각막으로 들어간다; 경화, 성공, 결막.대부분의 다발은 스트로마의 네트워크로 분할하여 생성되는데, 이 네트워크로부터 섬유소가 다른 지역을 공급한다.세 개의 네트워크는 미들롬, 하위/하위 베이스, 상피 네트워크다.각 신경 결말의 수용적인 장은 매우 크며, 중복될 수 있다.

하피피층 각막신경은 각막의 표면 상피층 근처에서 로그 나선형으로 종지부를 찍는다.[17]상피 신경의 밀도는 나이가 들수록 감소하는데, 특히 7년 후에는 더욱 그러하다.[18]

함수

굴절

광학적 구성 요소는 망막에 축소된 반전 영상을 생성하는 것과 관련이 있다.눈의 광학계는 두 개의 표면뿐만 아니라 네 개의 표면, 즉 각막에 두 개의 표면, 렌즈에 두 개의 표면으로 구성되어 있다.광선은 중간선을 향해 굴절된다.원거리 광선은 평행한 성질 때문에 망막의 한 점으로 수렴한다.각막은 가장 큰 각도에서 빛을 허용한다.수성 및 유리성 기어는 모두 굴절률이 1.336-1.339인 반면 각막은 굴절률이 1.376이다.각막과 수성 유머 사이의 굴절률 변화는 공기-호흡기 인터페이스에서의 변화에 비해 상대적으로 작기 때문에, 일반적으로 -6 디옵트(dioptres)로 무시할 수 있는 굴절 효과가 있다.[10]각막은 양성 뇌막 렌즈로 간주된다.[19]새, 카멜레온, 물고기의 종과 같은 일부 동물들에서도 각막은 초점을 맞출 수 있다.[20]

투명성

각막은 사후에 불투명해진다.
(검증: Bos속)

각막은 죽거나 눈을 떼면 수성 유머를 흡수하고 두꺼워지며 흐릿해진다.31℃(88℃, 정상 온도)의 따뜻하고 통풍이 잘 되는 실내에 넣어 투명성을 회복할 수 있어 액체가 각막을 빠져나와 투명해질 수 있다.각막은 수성 유머와 림버스의 작은 혈관으로부터 액체를 흡수하지만, 펌프는 그 액체를 들어오는 즉시 배출한다.에너지가 부족하면 펌프가 고장 나거나 너무 느리게 작동하여 부기가 생길 수 있다.이것은 사망할 때 발생하지만, 각막을 최소한 24시간 동안 투명하게 유지하는 설탕과 글리코겐의 저장고가 있는 따뜻한 방에 죽은 눈을 둘 수 있다.[10]

내피질은 이러한 펌핑 작용을 제어하며, 위에서 논의한 바와 같이 손상이 더 심각하며, 오패혈증과 붓기의 원인이 된다.바이러스성 감염 등 각막 손상이 발생하면 공정 수리에 사용되는 콜라겐이 정기적으로 배열되지 않아 불투명한 패치(류코마)로 이어진다.

임상적 유의성

가장 흔한 각막 장애는 다음과 같다.

  • 각막 마멸 - 눈 표면의 외상으로 인해 눈 각막의 표면 상피층이 손실되는 것을 수반하는 의학적 상태.
  • 각막위축증 - 흐린 물질이 축적되어 각막의 한 부분 이상이 정상적인 선명도를 잃는 질환이다.
  • 각막 궤양 - 각막 상피층의 붕괴와 각막의 관여를 수반하는 각막의 염증 또는 전염성 질환.
  • 각막신근화 - 림발 혈관 플렉서스에서 각막으로 혈관이 과도하게 응고되어 공기 중의 산소 결핍으로 인해 발생한다.
  • Fuchs' dystrophy - 흐린 아침 시야.
  • 각막염 - 각막염.
  • 케라토콘스 - 퇴행성 질환으로 각막이 경련을 일으키고 모양이 원추형처럼 바뀐다.
  • 각막 이물질은 예방 가능한 가장 흔한 직업상 위험요소 중 하나이다.[21]

관리

각막, 홍채, 렌즈의 슬릿 램프 이미지(경미한 백내장 표시)

수술 절차

다양한 굴절 눈 수술 기법은 교정 렌즈의 필요성을 줄이거나 눈의 굴절 상태를 개선하기 위해 각막의 모양을 바꾼다.오늘날 사용되는 많은 기술에서 각막의 재형성은 엑시머 레이저를 이용한 광촉매술에 의해 이루어진다.

또한 합성 각막(케라토프로스펙트)도 개발 중에 있다.대부분은 플라스틱 삽입물에 불과하지만, 또한 합성 각막 안으로 조직 내부를 자극하여 생체적합성을 촉진하는 생체적합성 합성물질로 구성된 것도 있다.자기 변형성[22] 막과 광학적으로 일관성이 있는 인간 망막의[23] 초전도 자기 자극과 같은 다른 방법들은 여전히 연구 초기 단계에 있다.

기타 절차

정형외과란 눈의 굴절 상태를 개선하거나 안경과 콘택트렌즈의 필요성을 줄이기 위해 각막을 일시적으로 재구성하기 위해 전문화된 경성 또는 경성 기체투과 콘택트렌즈를 사용하는 방법이다.

2009년 피츠버그대 메디컬센터 연구진은 인간 각막에서 채취한 줄기세포가 각막 손상이 있는 생쥐에게 거부반응을 일으키지 않고 투명성을 회복할 수 있다는 것을 입증했다.[24]스티븐스 존슨 신드롬, 지속성 각막궤양 등 각막 상피질환의 경우 체외 확장 각막 림프발 줄기세포에서 파생되는 자가 대측상피(정상) 림프구가 양막 기반 확장 논란이 있어 효과가[25] 있는 것으로 나타났다.[26]황소각막병증과 같은 내피질환의 경우 사체 각막내피전구세포가 효율적인 것으로 입증됐다.최근 새롭게 부상하고 있는 조직공학 기술은 한 명의 시체 기증자의 각막 세포를 확장하여 한 명 이상의 환자 눈에 사용할 수 있게 할 수 있을 것으로 기대된다.[27][28]

안구에 대한 국소 약물 전달 시 각막 유지 및 투과성

대부분의 안구 치료제는 국소 경로를 통해 눈에 투여된다.각막은 불침투성이 강해 약물 확산의 주요 장벽 중 하나이다.최루액을 지속적으로 관개하면 안구 표면에 치료제가 잘 보존되지 않는다.각막의 투과성이 떨어지고 안구 표면에서 치료제의 빠른 세척은 국소 경로를 통해 투여되는 약물의 생체이용률이 매우 낮다(일반적으로 5% 미만).안구 표면의 제형의 보존 상태가 좋지 않은 것은 점액성 중합체의 사용으로 잠재적으로 개선될 수 있다.[29]각막을 통한 약물 투과성은 국소 제형에 침투 강화제를 추가하면 촉진될 수 있다.[30]

이식

주요기사 : 각막 이식

각막 스트로마가 시각적으로 유의미한 불투명성, 불규칙성, 부종이 생기면 기증자의 각막을 이식할 수 있다.각막에는 혈관이 없기 때문에 새로운 각막의 거부반응도 거의 없다.

눈은행에서처럼 이식용으로 각막이 필요할 때는 안구 각막을 떼어내 각막이 수성 유머를 흡수하지 못하게 하는 것이 가장 좋은 방법이다.[10]

전 세계적으로 각막 기부가 부족하여 전세계적으로 각막 이식의 이용이 심각하게 제한되고 있다.2016년 연구에 따르면 각막 이식이 필요한 시각장애인은 1270만 명으로 70명당 각막 1개만 사용할 수 있었다.[31]기증받은 각막이 부족해 각막이식 수술 대기자 명단이 수년째 이어지고 있는 나라가 많다.[32][33]미국, 이탈리아, 스리랑카를 포함한 소수의 국가만이 대기자 명단이 없이 국내 수요를 충족시킬 만큼 충분한 양의 기증된 각막을 지속적으로 공급하고 있다.[31]

참고 항목

참조

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일반참조

외부 링크