Na-Hyaluronan 국소점안이 각막 알카리 화상 치유에 미치는 영향

Abstract

각막 알카리 화상은 약물요법이나 수술요법으로 치료가 어려운 만성적 질환으로 각막혼탁, 궤양, 천공, 건성안 등의 합병증을 일으키고 심한 경우 실명에 이르는 질환이다. 그 치료로 EDTA, cysteine, tetracycline 등의 효소 억제제와 ascorbic acid, citrate 등의 항산화제, steroid, indomethacine 같은 항염증제 등의 여러 약물들과 인공상피, 콘택트 렌즈 등이 시도되어 왔으나 고 효과는 제한적이다. 최근 관심을 끌고 있는 Hyaluronan(HA)은 결체 조직에서 세포외 기질로 분포하면서 세포 보호, 세포의 이동과 성장의 조절, 세포 분화와 조직의 morphogenesis에 관여하는 것으로 밝혀지고 있다. 또한 많은 연구에서 Na-HA 국소점안이 각막 손상 후, 안표면 질환에서 상피 치료에 효과가 있는 것으로 알려져 본 연구에서는 각막 알카리 화상 후 1% Na-HA 국소 점안이 각막 상피 치유, 방수의 조성, 실질과 내피 치유에 미치는 영향을 분석하고자 하였다. 가토 각막에 알카리 화상을 유도한 후 상피 결손면적을 시간에 따라 정량 분석하여 상피 치유율을 비교하였으며 방수 내 아스코르빈산과 포도당의 농도를 구하여 대조군과 비교하였다. 실질의 다형핵 백혈구(PMNs)와 keratocytes 수를 세어 실질 치유를 예측하고 내피 결손 면적을 직접적으로 측정하여 치료군과 대조군간의 차이를 비교하였다. 초기 상피 치유의 분석 결과 1% Na-HA 치료군과 대조군 사이에 초기 상피 치유 속도의 유의한 차이는 없었으나 후기 상피 치유 상태는 치료군에서 더 양호한 경향을 보였으며 재상피화된 각막 상피를 전자 현미경하에서 미세구조 관찰 시 치료군의 각막 상피가 더 조직화 되어 있었다. 방수 내 아스코르빈산과 포도당 농도는 초기에 두 군 사이에 유의한 차이가 없었으나 4주째 치료군에서 방수 내 아스코르빈산 농도가 대조군에 비해 증가된 경향을 보였다. 각막 실질의 현미경적 관찰 시 1% Na-HA 치료군의 초기 치유 과정에서 PMNs의 침윤이 대조군에 비해 감소되어 있었으며 초기 keratocytes의 수는 대조군에 비하여 중가되어 있었으며 초기 keratocytes의 수는 대조군에 비하여 증가되어 있었다. 5일째 내피 결손 면적도 1% Na-HA 치료군이 대조군에 비해 유의하게 작은 것을 알 수 있었다. 결론적으로, 1% Na-HA 국소 점안은 각막 알카리 화상의 창상 치유 과정에서 효과를 나타내었다. Na-HA은 후기 상피 치유 속도와 후기 치유 과정에서 방수 내 아스코르빈산 농도를 증가시켰고 각막 실질에 PMNs의 침윤을 억제하고 keratocytes를 증가시켜 실질 치유를 촉진하였으며 초기 내피 치유를 촉진시켰다. ; Cornea alkali wound is one of the most severe ocular injuries which cause various secondary complications such as corneal opacity, ulceration, perforation and blindness. Many kinds of therapeutic substances such as enzyme inhibitors(EDTA、cysteine, tetracycline), anti-oxidants (ascorbic acid, citrate), anti-inflammatory drugs (steroid, indomethacine), artificial epithelium and contact lens have been introduced in the management of alkali-injured eyes, but the outcomes were reported with limited success. Na-hyaluronan was regarded as biologically inert material but was shown to be involved in cell protection, control of cell migration and growth, cell differentiation and tissue morphogenesis. So in the present study, the effects of topically administered 1% Na-HA on epithelial, stromal and endothelial healing and on the change of aqueous compositions were evaluated following corneal alkali wounds. Alkali wounds were produced in one eye of each rabbit by appiying a 5.5mm round filter paper soaked in 1N NaOH onto the central cornea for 60 seconds. Eyes then were treated with either 1% Na-HA(the treated group) or phosphate buffered saline (the control group) 4 times per day. The epithelial healing was performed after alizarin red and trypan blue staining, while stromal healing was assessed by counting polymorphonuclear leukocytes(PMNs) and keratocytes in the central and marginal wound area. The initial epithelial healing rate was similar between 1% Na-HA treated and control groups, later healing was greater in the treated group but statistically insignificant. The concentrations of ascorbic acid and glucose in aqueous humor are not statistically different between treated and control groups but ascorbic acid concentration in later healing phase is higher in the treated group compared with the control group. The stroma treated with Na-HA had less PMNs, more keratocytes than the control group during the early healing period. The size of endothelial defect area measured 5-day post injury was significantly smaller in the Na-HA treated group than in the control corneas. Electron micrographs showed better organization of re-surfaced epithelium in the 1% Na-HA treated group. Topically applied Na-HA may act as a barrier, either directly because of its viscous property or indirectly by strengthening the resurfaced epithelium to stay on the stroma, to suppress PMN infiltration from the tear film into the stroma during the early healing period. Therefore Na-HA may reduce the inflammatory reaction in the stroma, and thus enhance the stromal keratocytes repopulation and endothelial healing during the early repair process of alkali damaged cornea. Na-HA may have a role in increasing ascorbic acid concentration in later healing phase and, therefore, enhance late epithelial healing. In conclusion, topically applied 1% Na-HA has therapeutic efficacy on stromal and endothelial healing during the early repair process after corneal alkali wounds but does not increase the initial epithelial healing rate significantly. However, further investigation is needed to clarify the role of ascorbic acid on the epithelial and endothelial healing in later healing phase and to determine whether Na-HA retains any direct pharmacological action on both cellular and extracellular compartments during corneal alkali wound healing.