Ⅰ. 서 론

토르말린(Tourmaline)은 미량의 전기를 띄기 때문 에 전기석이라고도 하며, 수정, 게르마늄, 옥, 황토, 맥반석 등 희토류의 천연 광석물질 중 하나이다. 이 물질은 (Na,Ca)(Mg,Li,Al,Fe²⁺,Fe³⁺)₃(Al,Mg, Cr)₆ B₃Si₆(OH,O,F)₄의 화학식을 가지고, 또한 (+), (-)극 을 가지는 쌍극자 구조를 가져 대기에 존재하는 음이 온(e^-)을 (+)극에서 흡수한 뒤 다시 음이온을 방출함 으로써 영구적으로 대전되는 특성을 가진다.¹⁾ 이러한 토르말린의 특성이 인체에 적용됨에 따라, 방출된 음 이온은 인체의 혈류에 도달하여 인체 내 수분과 만나 물의 전기적 분해로 인해 2H⁺와 OH^-으로 분해되고 수소는 H₂가스로 방출되어 상대적으로 물의 pH는 약 알카리성을 띄게 된다. 이는 손상된 세포의 재생과 심 근활동, 혈압개선 등 신체에 많은 변화를 준다.²⁾ 또한 분해된 수소이온, 수산화이온은 활성양이온(H₃O⁺)과 계면활성음이온(H₃O₂^-)으로 생성되어 살균, 항균, 세 균증식억제작용에도 긍정적인 영향을 미친다.^3-6) 또 한 토르말린은 인간의 표피로부터 방사되는 3~50 ㎛ 범위의 원적외선의 주파수와 토르말린의 분자진동 주 파수가 같은 특성으로 인해 원적외선의 공명흡수현상 이 발생하여 인체로 열에너지를 전달하게 됨으로써 신체 내에 혈류량 증가, 생체성장 효과, 온열감, 자율 신경계의 균형과 뇌파의 안정유지에 도움을 준다.^7-11)

이러한 원리로 토르말린은 원적외선을 방출하여 신체에 닿을 시 신진대사를 원활하게 하고 혈액순환 을 촉진시키는 장점이 있기 때문에 토르말린이 적용 된 마스크, 팔찌, 목걸이, 안경 코받침(Nose pad) 등 의 기능성용품을 일상생활에서 쉽게 볼 수 있다.^12,13) 이렇듯 인체 친화적이고 건강증진의 효과를 가진 천 연광물을 생활용품에 적용하고자 하는 요구는 계속적 으로 증가되고 있지만, 효과에 대한 과학적인 연구가 미흡함에 따라 다양한 기술적인 개발과 도약이 제한 되고 있는 실정이다. 또한 안경업계에서도 유통되고 있는 안경테들 중 건강증진에 관한 기능적 요소가 가 미된 제품을 찾아보기 힘들기 때문에 이러한 안경테 의 개발 분야는 잠재적인 가능성이 높다.

안구내부의 압력을 뜻하는 안압은 눈의 형태를 일 정하게 유지하는 역할을 하고, 이는 안구방수의 생산 과 유출에 대한 저항 등에 의해 결정됨으로써 방수의 순환과 밀접한 관련성을 가진다. 안압은 녹내장 등 여러 원인으로 인해 정상범위 보다 높아질 경우, 시 신경섬유가 압박되고 안구 내 혈액공급에 장애를 유 발하여 시력장애 또는 시야결손을 초례하고, 또한 정 상범위보다 낮은 경우 맥락막 박리, 황반병변 등 이 동반될 수 있기 때문에 안압에 대한 중요성이 커지고 있다. 이러한 안압은 안구내의 순환과 관련 있을 뿐 만 아니라 안구의 혈류변화, 고혈압, 당뇨병 등과 같 은 전신적질환, 연령 등과도 관련성이 있다.1^4-16)

따라서 본 연구에서는 전기를 띄는 천연광석물질인 토르말린을 안경테의 Nose pads, Temples과 Tips, Frame 등 안경전체부분에 혼합함으로써 안경착용자 의 코, 관자놀이, 귀 뒤 등 머리 주위로 원적외선이 전체적으로 작용할 수 있도록 제작하였다. 이에 따른 효과를 관찰하기 위해 인간의 안구 내 신진대사에 관 련된 요소들 중 하나인 안압(Intraocular Pressure: IOP)의 변화를 관찰하였다.

Ⅱ. 연구대상 및 방법

본 연구실험 내용에 동의한 90명(남자 46명, 여자 44명)의 부산에 거주하는 20대 남·녀 대학생으로 평 균 나이는 23±3.4 세였으며, 안질환 또는 전신질환, 안과적 수술 과거력이 있는 경우는 제외하였다. 안압 측정은 비접촉식 안압계(NT-2000, NIDEK, Japan) 로 3회 걸쳐 측정 후 평균값을 구하여 7~22 mmHg의 정상 안압범위에 있는 대상만을 실험에 포함시켰다. 또한 정상 안압범위에서 안압정도에 따른 변화를 관 찰하기 위해 15 mmHg의 평균값을 나타내는‘Middle group’은 우안 10안과 좌안 15안으로 총 25안, 평균 값 보다 낮은 정상안압군인 ‘Low group’은 우안 27 안과 좌안 26안으로 총 53안, 평균값 보다 높은 정상 안압군인 ‘High group’은 우안 53안과 좌안 49안으 로 총 102안으로 분류하였다. 7~22 mmHg의 전체범 위에 대한 안압 그룹인 ‘Total group’으로 우안 90 안, 좌안 90안으로 총 180안 분류하여 안압변화의 차 이를 관찰하였다(Table 1).^17,18)

안경테의 경우 이전 연구에서 토르말린의 0 wt%, 3 wt%, 5wt%, 10 wt% 함량이 증가함에 따라 안압의 변화율이 증가하는 결과를 확인하였고, 10 wt%에서 가장 높은 변화율을 나타내었지만, 해당 함량의 안경 테에서 물성적인 결함이 있음을 발견하였다.¹⁹⁾ 이러 한 결과를 보완하고자 본 연구에서는 토르말린의 함 량을 5~10 wt%의 중간값에 해당하는 7 wt%로 결정 하여 안경테의 안정적인 물성을 확인한 후 해당 함량 의 안압변화율을 확인하고자 하였다. 따라서 본 연구 에서는 토르말린 함량을 7 wt%로 고정하여 폴리아미 드(polyamide)-12계인 TR-90과 혼합한 후 주입 성 형하여 제작하였다(Fig. 1).¹⁹⁾ 또한 본 연구에서는 일 반적으로 안과에서 안압을 측정하는 방법을 재연하기 위해, 제작된 기능성 안경을 착용하기 전에 안압을 측정하고 착용 1분 후에 다시 안압을 동일하게 측정 하여 변화에 대해 관찰하였다. 통계분석은 SPSS 14.0 for Window(Spss., Chicago, IL, USA)을 통하여 Wilcoxon을 사용하였고, p<0.05인 경우를 통계적으 로 유의한 것으로 정의하였다. 본 연구는 보건복지부 지정 공용기관생명윤리위원회의 승인을 받아 실험을 진행하였다.

Ⅲ. 결 과

1. Total 정상안압 그룹에 따른 안압변화

토르말린 안경테 착용 전후에 대한 정상범위 전체 의 각 대상에서의 개별적인 안압변화를 분석한 결과, 모든 대상의 오른쪽 눈(Oculus dexter:OD)의 착용 전 평균안압은 16.60±2.98 mmHg으로 나타났고, 착 용 후 평균안압은 15.91±2.68 mmHg으로 약 –4.14 %정도 안압이 유의하게 감소된 것을 확인할 수 있었 다(t=3.78, p<0.000). 왼쪽 눈(Oculus sinister:OS) 의 착용 전 평균안압은 16.51±2.99 mmHg으로 나타 났고, 착용 후 평균안압은 16.06±2.80 mmHg으로 약 –2.74 %정도 안압이 유의하게 감소된 것을 확인할 수 있었다(t=2.70, p<0.004). 토르말린 안경테 착용 후, 전체 정상안압에 따른 OD와 OS 모두에서 안압이 유의하게 감소한 것을 확인할 수 있었고, 대부분의 대상이 OS보다 OD에서 더 많은 안압 감소율이 나타 난 것을 확인할 수 있었다(Fig. 2, Fig. 4).

2. High 정상안압 그룹에 따른 안압변화

정상안압 범위에서 평균 15 mmHg 보다 높은 안압 그룹에서 토르말린 안경테 착용 전, 후의 안압변화를 개별적으로 분석한 결과, OD의 착용 전 평균안압은 18.61±1.98 mmHg으로 나타났고, 착용 후 평균안압은 17.42±2.13 mmHg으로 약 –6.39 %정도 안압이 유의 하게 감소된 것을 확인할 수 있었다(t=5.20, p<0.000). OS의 착용 전 평균안압은 18.76±1.92 mmHg으로 나 타났고, 착용 후 평균안압은 17.9±2.00 mmHg으로 약 –4.58 %정도 안압이 유의하게 감소된 것을 확인할 수 있었다(t=3.68, p<0.000). 토르말린 안경테 착용 후, High 그룹에서 OD와 OS 모두 안압이 유의하게 감소한 것을 확인할 수 있었고, OS보다 OD에서 더 많은 안압 감소율이 나타난 것을 확인할 수 있었다 (Fig. 3, Fig. 4).

3. Middle 정상안압 그룹에 따른 안압변화

정상안압 범위에서 15 mmHg의 평균값을 가지는 그 룹에서 토르말린 안경테 착용 전, 후를 개별적으로 분 석한 결과, OD의 착용 전 평균안압은 15.10±0.22 mmHg으로 나타났고, 착용 후 평균안압은 14.4±0.90 mmHg으로 약 –4.64 %정도 안압이 유의하게 감소된 것을 확인할 수 있었다(t=2.51, p<0.017). OS의 착용 전 평균안압은 15.38±0.31 mmHg으로 나타났고, 착 용 후 평균안압은 15.31±1.15 mmHg으로 약 –0.46 %정도 안압이 감소된 것을 확인할 수 있었지만 유의 한 값으로 나타나지 않았다(t=0.22, p<0.4¹⁴⁾(Fig. 3, Fig. 4).

4. Low 정상안압 그룹에 따른 안압변화

정상안압 범위에서 평균 15 mmHg 보다 낮은 안압의 그룹에서 토르말린 안경테 착용 전, 후를 개별적으로 분 석한 결과, OD의 착용 전 평균안압은 13.21±1.33 mmHg으로 나타났고, 착용 후 평균안압은 13.52±2.00 mmHg으로 약 +2.35 %정도 안압이 증가되었다(t=-0.96, p<0.826). OS의 착용 전 평균안압은 12.95±1.14 mmHg 으로 나타났고, 착용 후 평균안압은 13.03±1.83 mmHg 으로 약 +0.62 %정도 안압이 증가된 것을 확인할 수 있었다. 하지만 두 그룹에서는 유의하게 증가되지 않 았다(t=-0.25, p<0.597)(Fig. 3, Fig. 4).

𡘳. 고찰 및 결론

토르말린 안경테 착용 전후에 대한 정상안압 전체 범위의 평균안압변화를 나타낸 Total 그룹에서 OD, OS 모두 평균안압변화율이 유의한 정도로 감소하여 평균 수치와 근접한 것을 확인할 수 있었다.

또한 정상범위에서 분류된 안압 그룹에 따라 High 그룹에서는 평균안압변화율이 OD, OS 모두 유의하게 감소되었고, Middle 그룹에서는 OD에서만 유의한 감 소율이 나타났고, Low 그룹에서는 OD, OS 모두 증가 된 수치를 나타냈지만 유의한 값을 나타내지 않았다. 이러한 결과는 Middle, Low 그룹이 High 그룹보다 대상이 더 적게 분류되어 있어 상대적으로 유의한 값 으로 판단되는 인원이 적음으로 인해 나타나는 결과 인 것으로 판단된다. 정상안압의 Low와 Middle 그룹 에 대해 추가적인 연구가 필요한 것으로 사료된다.

본 연구에서 안압감소의 결과는 토르말린의 원적외 선 방출로 인한 신체 내에 혈류량 증가, 온열감, 혈압 하강 등의 효과로 인한 이차적인 영향으로 가정하여, 유체역학에서 비압축성 유동의 유속이 증가함에 따라 관내 압력이 감소한다는 베르누이법칙(Bernoulli's theorem)^20-22)과 빛의 종류 중 특히, 낮은 에너지를 가진 원적외선은 인체에 흡수된 파장대와 같아 공명흡 수가 발생하고 이로 인한 세포의 생리, 화학적 변화가 발생한다는 그로투스-드레이퍼(Grotthuss-Draper law)10,2^3-26)의 광화학 법칙으로 그 효과를 뒷받침할 수 있다.^1-11,27)

또한 본 연구의 결과는 토르말린을 이용하여 안압 정상화에 대한 기존 논문이 없으므로 직접적으로 비 교할 수는 없었으나, 선행연구에서 토르말린의 신체 접촉 시 원적외선방출로 인한 신체의 온열효과, 혈액 순환 촉진, 혈압하강 등의 임상적 효과를 확인할 수 있었고, 이 중 혈압하강에 대한 검증결과와 관련하여 토르말린 안경테의 작용범위가 눈 주위 부분에 접촉 함에 따라 안구의 혈류변화에 영향을 줌으로써 안압 의 변화가 발생되는 것으로 사료된다.^2,7-11,27)

따라서 본 연구의 결과로써 정상안압범위에서의 평 균 15 mmHg이상의 안압인 경우 토르말린 안경테를 착용 후 안압이 감소함에 따라 평균 수치와 근접해지 는 현상으로 안압의 정상화를 확인할 수 있었고, 추 후 다양한 안압과 근시군 이외의 비정시안에 대한 연 구가 필요할 것으로 사료된다.