과불화 탄소액

과불화탄소액 (perfluorocarbon liquid; PFCL) 은 탁월한 산소 운반능력과 생체 내 불활성으로 인해 처음에는 혈액 대용물의 목적으로 개발되었다. 이러한 생물학적 호환성은 과불화탄소액의 이용에 대한 연구를 촉진시켰고 안과 영역에서 망막 유착을 위한 충전물로 이용하기 좋은 물리적 특성을 이용하여, 망막 박리에 대한 유리체망막수술분야에 있어 일대 전기를 마련하였다. 투명성, 높은 비중, 물에 녹지 않는 점 등은 망막 박리 뿐만 아니라 눈 속 수술 다양한 분야에 이용할 수 있게 하였다.

화학적 및 물리적 특성

과불화탄소액은 탄소-불소 결합을 포함하는 완전 불소화된 탄화수소 합성체이다. 무색, 무취, 높은 비중(*6~2.1SG), 그리고 낮은 점성(2~3cs at 25℃)을 가지며 인체 내에서 안전하고 무해하다. 비중이 높아 평형 염액으로 채워진 유리체강 내에 가라앉아 망막을 편평하게 만든다. 환자가 누워있을 때 비중에 따라 눈 속 가스 방울은 눈의 가장 앞쪽 자리에 자리잡는 반면 과불화탄소액은 가장 낮은 후극부로 움직인다. 누운 자세에서 눈속 가스 방울은 망막하액을 주변부에서 후극부로 이동시키고, 과불화탄소액은 후극부에서 앞쪽 주변부 망막하 공간으로 이동시켜 주변부 망막 열공을 통해 유리체강으로 배출시킨다. 이러한 대조적인 물리적 특성으로 과불화탄소액과 눈속 가스 방울이 열공 망막 박리를 치료하는 데 있어 유용하다. 굴절률(1.27~1.33)은 물이나 실리콘 기름과 다르므로 술 중 사용되는 수액 및 다른 물질들과 쉽게 구분된다. 반면 눈의 굴절력은 변화시키지 않으므로 유리체-망막 수술 시 기존의 콘택트렌즈를 계속 사용할 수 있다.
높은 표면 장력(14~20 dynes/cm^2)을 가지고 있어 물과 섞이지 않고 하나의 큰 방울을 유지하는 경향을 가지고 있다. 따라서 작은 망막 열공을 막아 과불화탄소액이 망막하 공간으로 들어가지 못하게 한다. 또한 실리콘 기름(1,000cs)과 달리 점성이 낮아 20~30G 침과 같은 작은 구경의 미세 수술 장비를 통해 쉽게 주입하거나 흡인해 제거할 수 있다. 소수성을 가지므로 혈액과 섞이지 않아 출혈이 있어도 수술 시야에 방해를 주지 않고 기화점이 물보다 높기 때문에 안내 광응고 시 눈 속에서 기화가 잘 일어나지 않는다. 또한 광학적으로 투명하고 망막의 레이저 광응고술에 사용되는 파장(488~810nm)의 빛은 흡수하지 않으므로 레이저 광응고술을 시행하더라도 투과에 장애를 받지 않는다.

분류

• perfluoro-N-octane (C₈F₁₈) : 고도로 정제된 화합물을 얻을 수 있고 점도가 낮다. 아르곤 및 Nd-YAG 레이저, 눈속 투열법, 눈속 조명에 노출된 경우에도 화학 구조의 변화가 없다. 물과의 굴절율이 가장 차이가 나서 물과 쉽게 구별되는 경계면을 형성하기 때문에 수술 시야의 확보가 용이하다. 낮은 비등점과 높은 증기압을 가지고 있어서 망막 표면에 적은 양이 남아도 액체-공기 교환 동안 공기에 노출되면 증발해 버린다.
• perfluorodecalin (C₁₀F₁₈)
• perfluorophenanthrene (C₁₄F₂₄)
• perfluorotributylamine (C₃F₂₇N)

적응증

• 증식 유리체 망막병증 및 당뇨 망막병증
• 거대 망막 열공
• 황반부 수술
• 안 외상
• 수정체와 인공수정체 탈구
• 맥락막 위 출혈
• 증식 유리체 망막병증이 없는 열공 망막 박리
• 황반하 출혈

주입 방법

멸균된 과불화탄소액을 5ml 정도의 주사기에 23~27게이지의 끝이 둔한 침을 연결시켜 사용한다. 시신경 유두 1mm 위에서 서서히 주사하여 하나의 방울이 되도록 조그만 방울이 생기면 그 방울 내에 침 끝을 담그고 천천히 주사한다. 침 끝을 망막면에서 떨어져 먼 곳에서 주입하면 작은 방울이 물고기알처럼 되어 안저 관찰을 방해한다. 또 주입시에는 안압 상승을 막기 위해 관류압을 조금 낮춘다. 제거도 되쏘기 피리 바늘(back flush needle)을 이용하여 용이하게 제거할 수 있다. 술 후 눈속 잔류를 예방하기 위해 액체-공기 치환 후 다시 소량의 관류액을 눈 속에 주입하여 작은 방울의 과불화탄소액이 확인되면 제거한다.

부작용 및 합병증

• 눈 조직의 손상 : 술 중 사용 시에는 합병증을 일으키지 않으나 장기간 잔류시에는 눈 조직에 손상을 일으킬 수 있으며 순도와 종류 등에 따라 합병증의 발생 시기와 정도에 차이가 있다.
• 각막 내피세포 손상, 각막 부종 : 무수정체안에서는 전방으로 이동해서 각막과 접촉한다.
• 국소적 망막 박리, 시세포 독성 : 망막 열공을 통해 망막하 공간으로 들어가는 경우에 발생한다. 증기압이 비교적 높은 perfluoro-N-octane은 망막 표면에 일부 남아있어도 액체-공기 교환 등안 증발하는 반면에 비교적 낮은 증기압을 가진 perfluorodecalin, perfluorophenanthrene 등은 망막 표면으로부터 완전히 제거하기 위해 평형 염액을 이용해 여러 번 세척해 줄 필요가 있다.
• 안압 상승 : 낮은 점성의 과불화탄소액은 분산되는 경향이 있어 과불화탄소액이 전방각에 이르게 되면 섬유주를 막는다.
• 백내장 : 과불화탄소액을 수주간 유리체강내에 남겨둔 경우 유수정체안의 50%에서 백내장 발생이 보고된 바 있다.

높은 점성의 과불화탄소액은 유화가 잘 되지 않기 때문에 장기간 충전 물질로서 사용될 수 있으나 사람 눈에서의 장기간 안정성에 대한 연구는 아직 없는 실정이다.