연세의대, 녹내장 진행 맞춰 안압 조절 가능한 치료 튜브 개발

연세대 의과대학 의학공학교실 성학준·의생명과학부 이규배 교수, 세브란스병원 안과 김찬윤 교수, 강남세브란스병원 안과 최웅락 교수 연구팀은 안압이 증가해 발생하는 녹내장의 병기에 맞춰 안압 조절이 가능한 방수 유출 튜브를 제작했다고 10일 밝혔다.

녹내장은 안압이 증가해 시신경이 망가지는 만성질환이다. 안압을 유지하는 방수가 충분히 배출되지 못하면서 발생한다.

치료법 중 하나는 방수를 유출하는 튜브를 눈에 삽입하는 것이다. 문제는 환자 안압 변화에 따른 방수량 조절이 어렵다는 것이다. 튜브 직경에 따라 방수량이 달라지는데 실리콘 소재 튜브를 안구에 삽입하면 직경 조절이 불가하다.

처음에는 직경이 큰 만큼 안압을 많이 떨어뜨린다. 실제로 이러한 초기 저안압을 경험하는 환자 비율은 50~70%에 이른다. 또 시간이 지나며 눈이 실리콘을 이물질로 인식하는 만큼 방수 방출구 주변에 섬유 조직이 과도하게 형성돼 방수의 원활한 배출을 방해하고 안압의 재상승을 유발한다.

연구팀은 이러한 부작용을 해결할 수 있는 새로운 튜브를 만들고 토끼 모델에서 그 효과를 확인했다.

먼저 안과 치료 레이저인 아르곤 레이저로 직경 조절이 가능한 티엠디랩 제공 형상기억 고분자 소재로 튜브를 개발했다. 또 항섬유화 약물인 플루오로우라실을 담을 수 있는 하이드로젤로 튜브 내부를 코팅했다. 튜브 직경을 줄여 초기 저안압을 예방했을 뿐만 아니라 약물이 장시간에 거쳐 일정하게 방출하도록 해 안구 표면에 섬유 조직이 생기는 것을 방지했다.

이렇게 완성한 튜브를 눈에 삽입하면 하이드로젤이 분해되면서 14일 간 직경이 천천히 늘어나기 때문에 초기에 안압이 과도하게 떨어지는 것을 방지한다. 이후에는 아르곤 레이저로 직경 조절이 가능해 안정적인 안압 유지가 가능하다.

연구팀은 녹내장을 유발한 토끼 모델에서 42일 동안 개발 튜브의 효과를 검증했다. 튜브 삽입 초기 14일 동안에는 기존 튜브의 평균 안압은 5mmHg 이하로 저안압이 심했으나 연구팀 튜브는 정상 안압 수준인 7.5mmHg 정도로 머물러 우수한 초기 저안압 예방 효과를 보였다.

또한 항섬유화 약물이 섬유 조직 생성을 억제하며 방수의 원활한 배출을 확보했을 뿐만 아니라 아르곤 레이저로 직경을 확대하며 연구 전체 기간 동안 안압이 올라가는 부작용을 방지할 수 있었다.

성학준 교수는 "녹내장 방수 치료에서 사용하는 튜브는 직경 조절이 자유롭지 못해 환자 안압 변화에 대처하는데 어려움이 있었다"며 "이번에 개발한 튜브는 크기 조절이 가능한 만큼 초기 저안압은 물론 후기 고안압까지 예방할 수 있기에 기술이전 한 티엠디랩의 상용화 가치를 높였다"고 말했다.

이번 연구 결과는 재료 분야 국제 저명 학술지인 '어드밴스드 펑셔널 머티리얼즈'(Advanced Functional Materials)에 최근 게재됐다.
장종호 기자 bellho@sportschosun.com