현재까지 공막콘택트렌즈 착용 후 발생한 감염 각막염의 보고는 많지 않으며 다음과 같은 원인을 생각해 볼 수 있다. 소프트콘택트렌즈와 일반 rigid gas permeable 콘택트렌즈에 비해 착용자가 매우 적기 때문에 감염 사례의 보고 자체가 많지 않고, 콘택트렌즈 착용으로 인한 감염 발생의 가장 큰 위험인자인 야간 착용 없이 대부분 환자들은 공막콘택트렌즈를 낮에만 착용한다. 또한 보통 공막콘택트렌즈를 착용하는 환자들은 심한 기저 질환이 있기 때문에 일반인보다 눈 관리에 신경을 많이 쓰는 경향이 있고, 따라서 공막콘택트렌즈 관리 역시 일반인보다는 철저히 할 가능성이 있다[6].

전층각막이식 혹은 난치성 안구표면 질환으로 공막콘택트렌즈를 착용한 후 발생한 감염 사례는 몇몇의 증례 보고 형식으로 찾아볼 수 있고[7-11], 균배양을 통해 밝혀진 원인균으로는 Staphylococcus epidermidis, Pseudomonas aeruginosa, Streptococcus pneumoniae 등 다양한 세균과 Acanthamoeba 가 있다. 공막콘택트렌즈 착용 중 발생한 감염과 관련된 공통적인 위험인자들은 다음과 같다. 거의 대부분의 환자에서 이미 각막 표면 손상이 있었으며 손상 자체는 감염의 확률을 높인다. 또한 대부분의 환자들은 기존 질환의 치료를 위해 경구 혹은 점안 스테로이드를 포함한 다양한 면역억제제를 사용하고 있었다[6]. 콘택트렌즈의 세척이나 보관 등 관리가 적절히 이루어지지 않았을 경우 감염의 위험성은 더욱 증가하는 것으로 보고되었다[10].

최근 사용되고 있는 높은 산소투과율을 가진 공막콘택트렌즈가 임상적으로 의미 있는 각막부종을 일으킨다는 근거는 거의 없다. 공모양각막(keratoglobus)을 가진 환자에서 렌즈 후면 눈물층의 두께가 100 μm보다 얇은 공막콘택트렌즈를 6시간 착용한 후 의미 있는 각막부종(착용 전 두께에 비해 6.8% 증가)이 발생하였다는 증례 보고가 유일하지만[12], 공모양각막은 각막부종을 유발하는 각막내피세포 이상을 동반하는 경우가 흔하기 때문에 결과 해석에 주의를 요한다[13].

저산소증에 대한 각막의 반응은 가용할 수 있는 산소 부족에 따른 혐기성 세포 대사 부산물인 젖산(lactic acid)이 상피세포에서 생성되는 것으로 시작된다. 각막실질로 배출된 젖산은 삼투압의 불균형을 일으키고 각막실질의 수분량이 증가하게 된다[14-16]. 콘택트렌즈를 착용하지 않는 사람의 정상 각막에서도 야간 취침 중에 같은 현상이 발생하는데 평균적으로 각막두께의 4.5%에 해당하는 부종이 발생하며 기상 후 1시간 이내에 모두 소실되는 것으로 알려져 있다[17]. 산소투과율 92를 가진 가스투과콘택트렌즈를 착용하였을 때는 각막두께의 5.09%가 증가한다고 보고된 바 있다[18]. 소프트콘택트렌즈 착용자에서 발생하는 각막부종을 시사하는 초기 소견인 수직선조(vertical striae)는 평균 6.89%의 각막부종이 발생하였을 때 보이기 시작하는 소견이다[19]. 각막실질이 정상 두께의 10% 이상 증가하게 되면 각막이 흐려지기 시작하며 장기간 지속될 경우 각막내피세포의 구조적 변화를 가져올 수 있다. 높은 산소투과율을 가진 최근 공막콘택트렌즈들은 현저한 각막부종을 일으키지는 않지만, 아주 미세한 각막부종을 일으킬 수 있음이 알려져 있다[20-22]. 이와 같은 아주 미세한 각막부종이 장기간 지속되었을 때 각막에 미치는 영향은 아직 밝혀진 바 없으나 심각한 문제는 일으키지 않을 것으로 추정된다. 미세한 각막부종이 장기간 발생하였을 때 각막내피세포의 형태학적 변화는 나타날 수 있으나 다면성에 미치는 영향은 아직 보고되지 않았다[23]. 하지만 오랫동안 지속된 저산소증으로 인해 각막신생혈관이 발생할 충분한 개연성은 있으므로 이에 대한 지속적인 연구가 필요하다[24].

Michaud et al [21]은 이론적인 모델에 근거해 산소투과율 150 이상, 중심부 두께가 최대 250 μm인 공막콘택트렌즈를 사용할 경우 각막부종을 유발하지 않기 위해서는 렌즈 후면 눈물층의 두께가 200 μm보다 크지 않아야 한다고 보고하였다. 다른 연구에서 Compañ et al [22]은 200 μm 두께를 가진 공막콘택트렌즈를 사용할 경우 각막부종을 방지하기 위해서는 적어도 125 이상의 산소투과율을 가진 재질을 사용해야 하며 눈물층의 두께는 150 μm를 넘지 않아야 한다고 보고하였다. Jaynes et al [25]도 각막의 저산소증을 예방하기 위해 산소투과율이 가장 높은 재질을 사용하고 가급적 렌즈 후면 눈물저장소의 두께를 얇게 처방하도록 권고하고 있다.

공막표면은 상당히 비대칭적이다. 비측 공막은 다른 부위에 비해 편평하며, 실제로 Choi et al [26]은 전안부빛간섭단층촬영을 활용해 이측 공막에 비해 비측 공막의 곡률반경이 유의하게 크다고 보고하였다. 공막콘택트렌즈는 보통 중력과 위눈꺼풀의 깜빡임에 의한 힘으로 아래로 치우치는 경향을 가짐과 동시에 바깥으로 편위되는 경우를 흔히 관찰할 수 있는데, 비대칭적인 공막 모양에 의한 결과로 설명할 수 있다.

공막표면이 비대칭적이기 때문에 공막콘택트렌즈의 공막부에 전달되는 무게부하가 불균일하고 그 결과, 일부 결막혈관이 눌리면서 렌즈의 기울어짐이나 중심이탈이 발생할 수 있다. 또한 렌즈의 착용감이 떨어져 착용 시간이 감소되는 원인이 될 수 있다(Fig. 1). 공막부에 압력을 골고루 분산시키는 것이 가장 이상적인 형태로 상하좌우 공막부의 디자인을 다르게 만드는 것이 가장 좋지만 제조 과정에서 상당한 어려움이 따른다. 최근에는 비대칭적인 공막 모양에 적용하고자 토릭디자인의 공막콘택트렌즈가 제조되고 있으며 실제 환자에 적용하였을 때 공막부로의 무게분산이 보다 균일하고 착용감과 착용 시간을 늘리는 효과가 있음이 보고되었다[27].

렌즈부착은 심각한 문제를 일으킬 수 있다. “Seal-off”는 렌즈와 안구표면 사이에 강력한 음압이 발생한 것을 의미하며, 이러한 상황에서는 렌즈를 빼기 힘들고 렌즈 후면 눈물층의 순환에 상당한 제한이 따르게 된다. 눈물의 순환이 되지 않는 경우 렌즈 후면 눈물층에 독성대사산물이 쌓이게 되고 이는 각막에 해로운 영향을 준다[10]. 특히 방사상각막절개술이나 레이저시력교정술을 받아 중심부 각막이 편평한 눈에서 렌즈를 제거할 때 렌즈부착이 잘 발생하는 것 으로 생각된다[6]. 전층각막이식수술이나 방사상각막절개술을 받은 환자에서 심한 렌즈부착이 발생할 경우 렌즈를 제거할 때 약한 공여자-수여자 접합부나 방사상절개 부분이 벌어지거나 파열되는 심각한 합병증이 발생할 수 있다. 또한 seal-off가 발생할 경우 감염 혹은 저산소증으로 각막손상이 발생할 우려가 있다. 렌즈부착이 지속되는 경우 렌즈 디자인을 바꾸는 것이 필요하며 각막손상을 방지하기 위해 렌즈를 착용하는 중간에 한 번 빼고나서 다시 착용하는 방법을 권유하기도 한다[28].

결막탈출은 공막콘택트렌즈 아래쪽에 작용하는 음압 때문에 느슨한 윤부결막의 일부가 각막 쪽으로 끌려 들어오는 현상을 말하며 주변 각막이 편평한 부분에 잘 발생하고 때로는 결막과 각막이 유착되기도 한다(Fig. 2) [6]. 정확한 빈도와 외관적인 문제 외에 발생할 수 있는 부작용에 대해서는 알려져 있지 않다. 그러나 오랫동안 결막과 각막의 유착이 있었던 경우에 윤부와 주변부 각막에 신생혈관을 동반한 흉터가 발생한 보고가 있다[6]. 결막탈출이 발생한 경우 윤부 틈새를 낮추어 눈물층이 보다 균일하게 되도록 하는 것이 좋다.

각막상피를 깨끗하게 유지하기 위해서는 건강한 윤부줄기세포가 필수적이며 따라서 윤부줄기세포의 손상을 일으킬 수 있는 심한 윤부접촉은 피해야 한다. 또한 윤부에는 지각 신경이 고밀도로 분포되어 있기 때문에 윤부접촉은 렌즈 착용에 따른 불편감의 원인이 될 수 있다. 앞서 기술한 바와 같이 공막콘택트렌즈는 외측 하방으로 편위되는 경우가 흔하며, 따라서 상비측에서 윤부접촉이 발생하는 경우가 많다(Fig. 3).

렌즈의 접촉이 일어난다고 해서 항상 표면 상피손상이 일어나는 것은 아니지만, 주변 각막상피세포가 손상되면 윤부줄기세포 손상과 이로 인한 각막의 결막화가 진행할 수 있다[29]. 간혹 공막콘택트렌즈의 모양을 바꾸어도 윤부접촉을 피할 수 없는 경우가 있는데, 보통 윤부둘레의 20% 이상 접촉이 발생하지 않으면 조심스럽게 렌즈를 착용해볼 수 있고 각막상피 및 윤부줄기세포 손상 여부에 대한 면밀한 추적 관찰이 필요하다.

일중흐림은 공막콘택트렌즈 착용자의 20-33%에서 경험하는 비교적 흔한 현상으로 렌즈 후면의 눈물저장소에 입자 물질이 쌓이기 때문에 발생하며 마치 안개가 낀 것 같은 시야 흐림을 유발한다(Fig. 4) [30]. 미세한 입자 물질이 어디에서 기원하는지 각막에 악영향을 미치는지에 대해서는 잘 알려져 있지 않다. 하지만 이러한 부스러기들은 건성안이나 염증성 안구표면 질환이 있는 경우, 보다 흔히 발생하며 윤부 주위 결막에서 기인한 지질 성분을 함유하고 있는 것으로 생각된다[31].

일중흐림을 방지하기 위해서는 렌즈 후면 눈물저장소를 얇고 균일하게 만들 수 있도록 렌즈 디자인을 바꾸어 주는 것이 도움이 된다. 렌즈 착용시 무방부제 생리식염수보다는 높은 점성과 이온을 함유한 무방부제 인공누액을 사용해 볼 수 있다[6]. 또한 증상 해소를 위해 렌즈를 빼고 깨끗한 식염수를 채워 다시 착용하는 것도 좋은 방법이다.