각막 이식

각막 이식은 각막 이식이라고도 하며, 손상되거나 병든 각막을 기증받은 각막 조직(이식)으로 대체하는 수술이다. 각막 전체를 교체할 때 침투각막성형술로 알려져 있으며, 각막의 일부만 교체할 경우 성층각막성형술로 알려져 있다. 각막성형은 각막 수술을 의미한다. 이 이식물은 기증된 조직의 생존 가능성이나 수혜자의 건강에 영향을 미칠 수 있는 알려진 질병이나 다른 요인들이 없는 최근에 사망한 사람으로부터 채취된다.

각막은 홍채, 동공, 전방을 덮고 있는 투명한 눈 앞부분이다. 외과적 시술은 안과 전문의, 안과 전문의, 눈 전문의가 시술하며 외래환자로 시술하는 경우가 많다. 10세에 세상을 떠난 뒤 눈을 기증한 재니스 밥슨의 사례에서 보듯이 기증자는 어느 연령대나 될 수 있다. 각막 이식은 약품, 각막 보수 수술, 교차 연계가 더 이상 각막을 치료할 수 없을 때 시행된다.

의학적 용법

적응증에는 다음이 포함된다.

• 광학: 불투명하거나 왜곡된 호스트 조직을 건강한 기증자 조직으로 교체하여 시력 향상 이 범주에서 가장 흔한 징후는 각막염과 외상으로 인한 흉터뿐만 아니라 각막변성, 각막변성, 각막변성, 근위축증이다.
• 텍토닉/재구성: 각막 박리 및 탈원형 탈원형 환자의 각막 해부학과 무결성을 보존하거나, 각막 천공 후 등의 안구 구조를 재구성한다.
• 치료: 항생제나 항바이러스에 의한 치료에 반응하지 않는 염증 각막조직을 제거한다.
• 화장품: 각막에 희거나 불투명한 색조를 준 각막 흉터를 가진 환자의 외관을 개선하기 위해서입니다.

위험

위험은 다른 안구내 절차와 유사하지만 이식 거부(평생), 성층 이식의 분리 또는 변위, 1차 이식 실패 등이 추가로 포함된다. 이식 거부반응을 막기 위해 사이클로스포린A, 타크로리무스, 마이코페놀레이트 모페틸, 시로리무스, 레플루노미드프렌트 등 면역억제제 사용이 증가하고 있지만 어떤 면역억제제가 더 좋은지 확인할 근거가 부족하다.^[1] 낮은 품질에서 중간 정도 품질의 증거를 포함하는 코크란 검토에서, 부작용은 전신 마이코페놀레이트 모페틸에는 일반적이지만 국소 치료법인 사이클로스포린 A와 타크로리무스에 대해서는 덜 일반적이라는 것이 밝혀졌다.

감염 위험도 있다. 각막에는 혈관이 없기 때문에(수액 유머에서 영양분을 섭취한다) 피부에 베인 상처보다 훨씬 더 느리게 치유된다. 상처가 치유되는 동안 각종 미생물에 감염될 가능성도 있다. 이러한 위험은 항생제 프로필락스(감염이 없는 경우에도 항생제 아이드롭을 사용)에 의해 최소화된다.

약 10%의 경우에서 발생하는 각막제거 위험이 있다.^[2] 이식부전은 각막이 이식된 후, 심지어 몇 년 혹은 몇 십 년이 지난 후에도 언제든지 발생할 수 있다. 대개 새로운 부상이나 질병 때문이지만 원인은 다양할 수 있다. 치료는 개별적인 경우에 따라 의료적이거나 외과적일 수 있다. 초기 기술적 실패 원인은 스크레라를 통해 과도하게 촘촘한 스티치 치즈일 수 있다.

각막 이식을 통한 전염병 전염은 극히 드물다.^[3] 모든 각막 이식 수술은 항체나 핵산 검사를 통해 HIV나 간염 등의 바이러스가 있는지 검사하고, 각막 이식 수술을 통해 HIV 감염 사례가 보고된 적은 없다.^[4] 믿을 수 있는 HIV 테스트가 개발되기 전에, 많은 나라들은 동성애자들의 각막 기증을 금지했다. 예를 들어 1994년 5월 20일 미국은 모든 HIV 검사가 음성적이어도(오늘날에도 계속 시행되는 정책) 지난 5년 동안 다른 남자와 성관계를 가진 모든 남자의 각막 기증을 금지했다.^[5]

절차

수술 당일 환자는 병원이나 외래환자 수술센터에 도착하며, 그곳에서 시술을 하게 된다. 환자는 외과팀으로부터 간단한 신체검사를 받고 수술실로 옮겨진다. 수술실에서는 환자가 수술대에 누워 전신마취를 하거나 국소마취와 진정제를 투여한다.

마취가 유도된 상태에서 수술팀은 수술할 눈을 준비하고 얼굴 주위에 커튼을 친다. 눈꺼풀 검경은 뚜껑을 열어두기 위해 배치하고, 눈 위에 약간의 윤활을 붙여 건조하지 않도록 한다. 어린이의 경우, 금속 링을 슬레라에 꿰매서 시술 중 슬레라를 지지한다.

수술 전 검사

대부분의 경우, 그 사람은 수술 전 몇 주 또는 몇 달 안에 안과 의사를 만나 검사를 받을 것이다. 검사 기간 동안 안과 의사가 눈을 검사하고 상태를 진단할 예정이다. 그런 다음 의사는 사용 가능한 다양한 치료 옵션을 포함하여 환자와 그 상태에 대해 논의할 것이다. 의사는 또한 다양한 선택사항의 위험과 이점에 대해 논의할 것이다. 만약 환자가 수술을 진행하기로 선택한다면, 의사는 환자에게 사전동의서에 서명하도록 할 것이다. 의사는 또한 신체 검사를 수행하고 혈액 검사, 엑스레이 검사 또는 심전도 검사 같은 실험실 검사를 지시할 수 있다.

수술 날짜와 시간도 정해지며 수술 장소는 환자에게 알려준다. 미국 내에서 각막의 공급은 수술과 연구 목적의 수요를 충족시키기에 충분하다. 따라서 이식용 다른 조직과 달리 지연과 부족은 보통 문제가 되지 않는다.^[6]

침투각각성형술

각막의 원형 디스크를 제거하는 트레핀(원형 절삭 장치)은 의사가 기증자 각막을 절단하는 데 사용된다. 그리고 나서 두 번째 트레핀은 환자의 각막에서 비슷한 크기의 부분을 제거하는데 사용된다. 그리고 나서 기증자 조직은 봉합으로 제자리에 꿰매진다.

항생제 아이드롭을 놓고, 눈을 패치를 하고, 마취 효과가 식는 동안 환자를 회복실로 데려간다. 환자는 보통 이것을 따라 집으로 돌아가 수술 후 첫 번째 약속을 위해 다음날 의사를 만난다.

라멜라 각막성형술

성층 각막성형술은 각막의 병든 층을 선택적으로 대체하면서 건강한 층은 그대로 두는 몇 가지 기법을 포함한다. 가장 큰 장점은 눈의 구조적인 무결성 개선이다. 단점으로는 두께가 500μm에 불과한 구조물의 일부를 대체하는 이러한 절차의 기술적으로 어려운 특성과 완전 두께 각막성형술에 비해 기증자/수취자 인터페이스의 광학적 성능 저하가 있다.

심층전방성층각막성형술

이 과정에서 중앙 각막의 전층부를 제거하고 기증자 조직으로 대체한다. 내피세포와 데스메트 막이 제자리에 남아 있다. 이 기법은 앞쪽 각막 오피탈출, 흉터, 각막과 같은 색전성 질환의 경우에 사용된다.

내피 각막성형술

내피각막성형술은 환자의 내피내피관을 후피성형성형성기(DSEK) 또는 데스메트/내피성형기(DMEK)의 이식된 디스크로 대체한다.^[7]

이 비교적 새로운 시술은 각막(내피)의 가장 안쪽 층의 장애 치료에 혁명을 일으켰다. 전신 각막 이식 수술과 달리 봉합술은 1회 또는 무회수술을 할 수 있다. 환자들은 최대 1년 두께 이식이 아닌 며칠에서 몇 주 사이에 기능 시력을 회복할 수 있다. 그러나 호주의 한 연구는 그것의 이점에도 불구하고 투명성을 유지하는 내피세포의 손실은 DSEK에서 전신 각막 이식에 비해 훨씬 더 높다는 것을 보여주었다. 그 이유는 수술 중 조직 조작이 더 크기 때문일 수 있다고 이 연구는 결론지었다.^[8]

수술 중 환자의 각막 내피 조직을 제거하고 기증자 조직으로 교체한다. DSEK로 기증자는 내피뿐만 아니라 얇은 스트로마 층을 포함하고 있으며 일반적으로 두께가 100–150 μm이다. DMEK를 이용하면 내피만 이식된다. 수술 직후에 기증자 조직은 눈 안쪽에 있는 공기 방울로 제자리에 고정된다(전방). 조직은 단기간에 스스로 붙고 공기는 주변 조직으로 흡착된다.

합병증에는 재배치가 필요한 기증자 조직의 변위가 포함된다("기억"). 이것은 DSEK보다 DMEK에서 더 흔하다. 기증자 조직의 주름은 시력의 질을 떨어뜨려 수리가 필요할 수 있다. 기증자 조직을 제거하려면 절차를 반복해야 할 수 있다. 시간이 지남에 따라 내피 세포 밀도가 점진적으로 감소하면 명료성이 상실될 수 있으며 절차를 반복해야 한다.

내피 이식을 받은 환자들은 종종 20/30에서 20/40 범위에서 가장 잘 교정된 시력을 얻지만 일부는 20/20에 도달한다. 접목/호스트 인터페이스의 광학적 불규칙성은 시력을 20/20 이하로 제한할 수 있다.

합성 각막

보스턴 각동관

보스턴 각막동위는 2008년 전세계적으로 900회 이상의 시술이 수행된 현재까지 가장 널리 사용되는 합성 각막이다. 보스턴 KPRO는 매사추세츠 아이 앤 이어 의무실에서 클라스 돌먼의 지도하에 개발되었다.^{[9][further explanation needed]}

알파코르

여러 차례 이식부전이 발생했거나 각막성형 위험이 높은 경우 합성 각막은 공여 각막을 성공적으로 대체할 수 있다. 그런 장치에는 말초 치마와 투명한 중심부가 들어 있다. 이 두 부분은 폴리-2-하이드록시틸메타크릴레이트(pHEMA)로 만들어진 관통 폴리머 네트워크에 의해 분자 수준으로 연결된다. 알파코어는 미국 FDA가 승인한 직경 7.0㎜, 두께 0.5㎜의 합성 각막이다. 합성 각막의 주요 장점은 생체적합성이며 부품과 기기 사이의 네트워크는 그들의 인터페이스에서 발생할 수 있는 합병증을 예방한다는 것이다. 하나의 큰 연구에서의 보유 확률은 2년 후 추적 결과 62%로 추정되었다.^[10]

오스테오오돈토케라토프로스테틱스

가장 많은 장애 환자들을 돕기 위해 고용된 매우 희귀하고 복잡한 다단계 수술 절차에서, 이식된 조각에 인공 렌즈를 설치하여 사람의 치아의 라미나를 눈에 이식한다.^{[clarification needed]}

예후

각막 이식을 통한 시력 회복과 안구 건강 유지에 대한 예후는 대체로 매우 양호하다. 실패에 대한 위험이나 조심스러운 예측은 다방면에 걸쳐 있다. 이식 유형, 시술을 필요로 하는 질병 상태, 받는 사람의 눈의 다른 부분의 건강 상태, 심지어 기증자 조직의 건강까지도 어느 정도 유리한 예후를 보일 수 있다.

각막 이식의 대다수는 수년 또는 평생 동안 시각적 기능이 크게 향상되는 결과를 초래한다. 거부반응이나 이식에 실패한 경우 일반적으로 수술을 반복할 수 있다.

대안

콘택트렌즈

각막 장애에서 각막 이식의 필요성을 지연시키거나 제거하기 위해 다양한 종류의 콘택트렌즈를 사용할 수 있다.

광촉각 각막절제술

각막 표면에만 영향을 미치는 질환은 PTK(광도선각막절제술)라는 수술로 치료가 가능하다. excimer 레이저와 눈을 코팅하는 변조제의 정밀도로 표면의 불규칙성을 제거할 수 있다. 그러나 각막 이식이 권장되는 대부분의 경우 PTK는 효과가 없을 것이다.

주내 각막 링 세그먼트

콘택트렌즈를 사용해 시력교정이 불가능한 각막장애에서는 근시와 난시를 완화하기 위한 각막내 각막반지 세그먼트를 사용하여 각막을 평평하게 할 수 있다. 이 시술에서 안과 의사는 안과 각막을 절개하여 각막층 사이에 초승달이나 반원형의 고리부분을 두 개씩 삽입하고, 동공 양쪽에 하나씩 넣는다.^[11] 주내 각막 링은 안경이나 콘택트렌즈로 시력을 적절하게 교정할 수 없는 각막염을 가진 사람들을 위해 2004년 식품의약품안전청으로부터 승인을 받았다. 그들은 인도주의적 장치 면제에 따라 승인되었는데,^[12][13] 이는 제조자가 효과를 증명할 필요가 없다는 것을 의미한다.

각막 콜라겐 크로스링크

각막 콜라겐 교차 링크는 각막 이식을 지연시키거나 제거할 수 있다. 각막 이식은 각막과 후기 LASIK ^[14]ectasia.

역학

각막 이식은 가장 흔한 이식 절차 중 하나이다.^[15] 매년 전세계적으로 약 10만 건의 시술이 시행되고 있지만, 일부 추정에서는 각막 이식의 혜택을 받을 수 있는 다양한 장애에 의해 1,000만 명의 사람들이 영향을 받고 있다고 보고한다.^[16]

호주에서는 매년 약 2,000개의 이식편이 행해진다.^[15] NHS 혈액 및 이식 협회에 따르면, 영국에서 매년 2,300건 이상의 각막 이식 수술이 시행되고 있다.^[17] 2006년 3월 31일까지 1년간 영국에서 2,503명이 각막 이식을 받았다.^[18]

역사

최초의 각막 이식은 1905년 에두아르 지르(Olomouc 안과, 지금의 체코 공화국)가 시행한 것으로, 성공적인 이식수술의 첫 번째 유형 중 하나가 되었다. 이 작전의 또 다른 선구자는 라몬 카스트로비에조였다. 러시아의 안과 의사 블라디미르 필라토프의 각막 이식 시도는 1912년 첫 시도로 시작되어 계속되어 1931년 5월 6일 사망자의 각막 조직을 이용하여 환자를 이식하는 데 성공하였다.^[19] 그는 1936년 또 다른 이식을 널리 보고하면서 자신의 기법을 낱낱이 밝혔다.^[20] 1936년 카스트로비에조는 케라토콘의 진보된 케이스에 첫 이식을 하여 환자의 시력을 크게 향상시켰다.^[21][22]

웨일스 국립 의과대학의 임상 교사인 튜더 토마스(Tudor Thomas)는 각막 이식을 위한 기증 시스템을 구상했고 1955년 이스트 그레인스테드에 아이뱅크가 설립되었다.^[23]

현미경 수술의 발달로 외과의들은 외과 분야의 시야를 더욱 넓힐 수 있었고, 재료 과학의 발달로 외과 의사들은 사람의 머리카락보다 봉합을 더 촘촘하게 사용할 수 있었다.

각막 이식의 성공에 있어 중요한 요소는 안과 은행의 설립이었다. 이들은 외과의사에게 기증된 각막의 분배를 조정하는 것은 물론 연구의 눈을 제공하기 위해 전 세계에 위치한 단체들이다. 일부 아이뱅크는 다른 해부학적 선물도 나눠준다.

리서치

고속 레이저

수술 절개를 보다 정밀하게 하기 위해 블레이드를 고속 레이저로 교체하고 있다. 이렇게 절개가 개선돼 각막이 더 빨리 아물고 봉합도 더 빨리 제거할 수 있게 됐다. 각막은 일반적인 칼날 수술보다 더 강하게 치유된다. 이것은 시각적 회복과 치유를 극적으로 향상시킬 뿐만 아니라 시각적 결과의 개선 가능성도 가능하게 한다.

2004년부터 네덜란드 로테르담에 있는 압리트란스 아이뱅크는 DSEK, DSEK, FS-DSEK, DMEK와 같은 고급 각막 성형 시술을 위해 각막 기증자를 사전 절단하여 제공한다. 2007년 세계 유수의 각막 조직 은행 중 하나인 시애틀 소재 SightLife는 펨토초 레이저를 이용해 기증받은 각막 조직을 준비하는 과정을 소개했다. 이 과정은 사용자 정의 각막 조직으로 알려져 있다.

DSEK/DSACK/DMEK

내피 각막성형술(EK)은 1998년 멜레스 외 연구진이 도입했다. 오늘날 EK에는 세 가지 형태가 있다.

• 수령자 각막의 후부가 기증자 조직으로 대체되는 Deep Lamellar Endothelial Keratoplasty(DLEK)이다.
• 병든 데스메트의 막이 제거되고 건강한 기증자 후이식으로 대체되는 데스메트의 박리(Automated) 내피성 각막성형(DSEK/DSACK) 이식 조직은 외과의사의 손으로 준비하거나 이미 수술 준비를 마친 상태로 주문할 수 있다. 오큘라시스템즈는 2005년 수술에 필요한 준비된 이식편을 최초로 전달한 조직이다.^[24] DSEK/DSACK는 자가 봉합되거나 몇 개의 봉합으로 닫힐 수 있는 작은 절개만을 사용한다. 작은 절개로 기존의 각막 이식 방식인 침투 각막성형술에 비해 몇 가지 장점이 있다. 시술이 덜 침습적이기 때문에 DSACK은 전신성 이식에 비해 눈이 훨씬 강하고 부상에 덜 노출된다. EndoSaver(특허 보류)와 같은 새로운 의료기기는 각막에 내피 조직을 삽입하는 과정을 쉽게 할 수 있도록 설계됐다.^[25] 또한 DSACEK는 시각적 복구 속도가 더 빠르다. 시력은 보통 1~2년이 아니라 1~6개월 안에 회복된다.
• 데스메트 멤브레인 내피성 각막성형술(DMEK)은 격리된 데스메트의 막이 이식되는 최신 EK 기법이다. DMEK 시술은 각막의 병든 부위를 시력회생술로 처음 3개월 내 90%는 20/40, 60%는 20/25 이상으로 교체하는 '좋다' 시술이다. 거부반응은 다른 어떤 형태의 각막 이식보다 더 낮고(1%) 시각적 회복이 빠르다. 영국(2013년)에서는 로열 슈루즈베리 병원,^[26] 칼더데일 및 허더즈필드 NHS 트러스트,^[27] 워싱 병원(웨스턴 서섹스 병원 NHS 재단 트러스트)의 National Health Service 산하 환자가 DMEK를 이용할 수 있다.^[28]

각막염에 걸린 모든 환자들이 내피 각막성형술의 대상자는 아니다. 이러한 절차는 각막 내피 부전을 교정하지만 각막 흉터, 얇아짐 또는 표면 불규칙성은 교정할 수 없다. DMEK 접목의 장기 생존에 대한 데이터는 현재 제한되어 있지만 초기 징후는 매우 긍정적이다. 향후 체계적 검토는 푸흐스의 내피성 측만증과 가성 황소 각막증후군으로 각막 장애가 있는 사람에서 DMEK 대 DSACK의 안전성과 효과를 비교하는 방안을 모색할 것이다.^[29]

줄기세포

줄기세포를 이용해 각막이나 눈에 이식할 수 있는 각막의 일부를 만드는 생명공학 기술이 있다. 각막 줄기세포는 건강한 각막에서 제거된다. 그것들은 수집되고, 실험실 절차를 통해 환자의 눈에 꿰맬 수 있는 5~10개의 세포 층으로 만들어진다. 손상된 각막 조직이 제거된 부위에 줄기세포가 들어간다. 이것은 정기적인 각막 이식을 통해 시력을 얻을 수 없는 사람들에게 좋은 대안이다. 2007년 5월 신시내티 의과대학에 의해 발표된 새로운 개발은 각막과 그 세포를 재생시키기 위해 골수줄기세포를 사용할 것이다. 쥐 실험에서 성공적임이 입증된 이 기술은 특히 이식 같은 다른 수단이 여의치 않을 경우 각막의 유전적 퇴행성 질환을 앓고 있는 사람들에게 유용할 것이다. 이 줄기세포는 분화 및 복제 능력을 유지하고, 따라서 질병이 반복되고, 더 길고, 더 잘 재발하지 않도록 하기 때문에 이식보다 효과가 더 좋다.

생합성 각막

2010년 8월 25일 캐나다와 스웨덴의 조사관들은 생합성 각막으로 치료된 세계 최초 10명의 사람들의 결과를 보고했다. 각막을 이식받은 지 2년 만에 환자 10명 중 6명은 시력이 좋아졌다. 10명 중 9명이 세포와 신경재생을 경험했는데, 이는 각막세포와 신경이 임플란트로 성장했다는 뜻이다. 이 물질을 만들기 위해, 연구원들은 특별히 프로그램된 효모 세포에 콜라겐의 자연 생성을 조절하는 인간 유전자를 배치했다. 그리고 나서 그들은 결과물을 각막 모양으로 성형했다. 이 연구는 이러한 생체공학적으로 설계된 각막의 가능성을 보여주지만, 이 연구의 결과는 인간의 기증된 각막으로 달성된 것만큼 좋지 않았다. 이것은 훌륭한 기술이 될 수도 있지만, 지금은 아직 프로토타입 단계에 있고 임상적으로 사용할 준비가 되어 있지 않다. 그 결과는 사이언스 번역 의학 저널에 발표되었다.^[30]

사회와 문화

비용

미국 아이 뱅크 협회(Eye Bank Association of America)의 2013년 비용 편익 분석 결과 각막이식당 평균 16,500달러의 비용이 소요될 것으로 추정됐다.^[31]

참조

외부 링크

• 각막 및 각막 질환에 관한 사실들 국립 안과학원