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문제 정의
- 그러나 아직까지도 이에 대한 연구가 많이 이루어지지 않고 있다. 따라서 광섬 유(cylindrical diffuser optical catheter)# 종양조직 내에 삽입하여 레이저가 조직 안으로 잘 퍼지게 하여 치료 효과를 높이고자 한다. 그리고 레이저 광조사에 따른 정상조직 (normal tissue)의 열 손상을 최대한 입지 않도록 하여야 한다.
제안 방법
- 의 투여량으로 투여하였다. 광역학 진단(photodynamic diagnosis)은 SPECTR- CLUS TER 형광분광기 (Cluster Ltd., Moscow, Russia)를 사용하여 광민감제의 축적농도를 측정하였다. 그리고 생체조직의 광 흡수는 흡수분광기 (OceanOptics Co.
- 광민감제의 고흡광도 계수(high extinction coefficients)는 광역학 치료 시 광민감 제의 최적 농도를 평가할 때 고려되어야 하고, 농도가 증가하면 조직에서 빛의 투과 깊이가 눈에 보이게 감소되는 가리기 효과 (screening effect)가 있다. 그리고 가시광영역에의 흡수 스펙트럼에 의해, 혈액 헤모글로빈의 산소화 정도를 평가할 수 있다.이는 조직에서 산소 소모 정도를 반영해주고, 산소 소모 정도는 단일 상태 산소로의 전이와 부가적인 조직요소의 산소화에 의해 수반되는 들뜬 상태의 광민감 제 분자와 산소의 상호작용에 의해 광역학치료 과정에서 생체조직에 레이저 조사시간이 길어질수록 혈액의 산소화 정도가 감소함을 볼 수 있다.
- , Moscow, Russia)를 사용하여 광민감제의 축적농도를 측정하였다. 그리고 생체조직의 광 흡수는 흡수분광기 (OceanOptics Co., USA)를 사용하여 측정하였다. 그리고 생체조직의 광투과도를 알아보기 위하여 동물의 지방(fatty)과 근육(muscular) 질의 생체조직을 육면체로 자른 후, 광섬유(cylindrical diffuser optical catheter)를 생체조직 내에 삽입시켰다.
- , USA)를 사용하여 측정하였다. 그리고 생체조직의 광투과도를 알아보기 위하여 동물의 지방(fatty)과 근육(muscular) 질의 생체조직을 육면체로 자른 후, 광섬유(cylindrical diffuser optical catheter)를 생체조직 내에 삽입시켰다. 이광섬유와 생체조직 외벽과의 거리는 5, 10, 15, 20 mm로 하여 광선량를 광도계(photo meter, Levedeva Ltd.
- 몬테칼로 시뮬레이션 방법을 고려하여 최적의 간질성 광역학 치료법으로 Fig. 7에서와 같이 실험군을 4가지로 구분하여 간질성 광역학치료 효과를 관찰하였다. 간질성 광 역학치료를 위하여 광민감제만투여하거나 레이저 다이오드만 조사한 실험군의 경우는 종양의 크기 감소는 관측할 수 없었다.
- 1 ml로 만들어 28G insulin 주사기로 마우스의 피하에 주입하였다. 주입 후 일주일 후면 종양의 성장이 관찰되고, 마우스의 광민감제 투여는 종양의 크기가 약 200 mn?에 도달하였을 때 photogem을 1 mg/ml의 농도로 무균 등장액에 용해시켜, 마우스 꼬리동맥에 5 mg/kg b.w.의 투여량으로 투여하였다. 광역학 진단(photodynamic diagnosis)은 SPECTR- CLUS TER 형광분광기 (Cluster Ltd.
- 1과 같이 광역학 치료를 위한 여러 가지의 레이저 조사 방법이 있다. 여기서 고형암에 효과가 있는 간질성 광역학 치료에는 다이오드레이저인 630 nm 파장의 레이저 (BioLitec Co., Germany)를 사용하여 Fig. 2와 같이 400 mW/ cm2, 250 sec로 간질성광역학 치료를 실시하였다.
- 그리고 생체조직의 광투과도를 알아보기 위하여 동물의 지방(fatty)과 근육(muscular) 질의 생체조직을 육면체로 자른 후, 광섬유(cylindrical diffuser optical catheter)를 생체조직 내에 삽입시켰다. 이광섬유와 생체조직 외벽과의 거리는 5, 10, 15, 20 mm로 하여 광선량를 광도계(photo meter, Levedeva Ltd., Russia)를 사용하여 측정하였다. 그리고 Fig.
- 그리고 레이저 광조사에 따른 정상조직 (normal tissue)의 열 손상을 최대한 입지 않도록 하여야 한다. 이를 위해 레이저 다이오드광의 생체조 직에 대한 흡수, 투과 그리고 산란계 수 등에 따른 생체 조직의 광 분포도를 작성함으로서 간질성 광역학 치료(interstitial photody namic therapy)의 효과를 높이고자 한다.
- 종양조직과 정상조직을 구별하기 위하여 Photogem을 투여 24시간 후 CLUSTER 시스템을 사용하여 형광 스펙트럼(fluorescence spectrum)를 측정하였다. Fig.
대상 데이터
- (Photogem, Moscow, Russia)을 사용하였으며, 6주된 C57BL/ 6마우스를 사용하였고, 자외선으로 멸균된 사료와 멸균수를 공급하여 사육하였다. TC-1 세포수를 IO, 개/0.
성능/효과
- 산 란계수는 투과 깊이에 주로 영향을 주는 인자로 산란계수가 작으면 투과 깊이는 높아지고 산란계 수가 크면 투과 깊이 #(light scattering)의 각 의존성 (angular dependency)을 나타내는 파라미터로 산란각의 평균 코사인(average cosine of scat- tering an이e)으로도 정의된다. g값이 클수록 투과 깊이는 깊게 나타났으며, g가 작을수록 조직 표면에서의 에너지율은 보다 크게 관측되 었다. 이 결과는 간질성광역학치료에서 사용하는 630 nm 파장 인 적색 파장은 생체조직의 구성입자 에 의해서 거의 흡수되지 않기 때문에 최고 15-20 mm까 지 투과해 들어갈 수 있음을 확인할 수 있었다.
- 특히 생체조직에서 광역학치료에 사용한 630 nm 파장대는 생체조직에 의해서는 거의 흡수가 되지 않기 때문에 이 실험에서 최고 15〜20 mm까지 투과해 들어갈 수 있음을 확인할 수 있었다. 그리고 광민감제인 photogem과 레이저 다이오드(630 nm)를 사용하여 400 mW/cm2, 250 sec로 간질성광역학 치료를 실시한 결과, 레이저 조사 후 3일부터 종양 부위가 변하기 시작하여 1주일 후종양조직을 떼어내어 조직검사를 실시한 결과, 성공적인 치료효과를 보여주었다. 이 연구 결과를 바탕으로 간질성 광역학치료 방법으로 내시경을 사용하여 다양한 고형암에 대하여 치료방법을 개발할 수 있기를 기대한다.
- 레이저 다이오드(630 nm)를 이용한 간질성광역학 치료를 위하여 광전파 모델에 관한 연구를 한 결과, 조직에서의 광학계수 중에서 흡수계수를 측정함으로써 생체조직의 생화학적 성분 및 내부 구조를 간접적으로 유추하는데 유용한 도구로 사용할 수 있으며, 생체조직의 흡수계수의 변화를 측정하여 질병 진단에도 이용할 수 있다. 특히 생체조직에서 광역학치료에 사용한 630 nm 파장대는 생체조직에 의해서는 거의 흡수가 되지 않기 때문에 이 실험에서 최고 15〜20 mm까지 투과해 들어갈 수 있음을 확인할 수 있었다.
- g값이 클수록 투과 깊이는 깊게 나타났으며, g가 작을수록 조직 표면에서의 에너지율은 보다 크게 관측되 었다. 이 결과는 간질성광역학치료에서 사용하는 630 nm 파장 인 적색 파장은 생체조직의 구성입자 에 의해서 거의 흡수되지 않기 때문에 최고 15-20 mm까 지 투과해 들어갈 수 있음을 확인할 수 있었다. 흡수계수가 작을수록, 산란계 수와 이방성 산란계수g값이 클수록 투과 깊이는 높아지고, 조직 표면에서의 에너지율은 흡수계수가 클수록, 산란계 수가 작을수록, 이방성 산란계수g가 0에 가까울수록 더 크게 나타남을 이몬테칼로 시뮬레이션 방법으로 알 수 있었다.
- 이 방법으로 종양조직과 정상조직을 진단할 수 있다. 이 실험을 통하여 Df 를 측정한 결과, 정상조직은 평균 2 이하의 값이고, 종양조직은 약 3이상의 값을 보여 주었다.
- 5와 6에서 실선으로 나타내었 다. 이때 생체조직의 광학계수들 중에서 생체조직 내의 광 전파에 영향을 크게 미치는 흡수계수(absorption coefficient; 庭, 산란계수(scattering coefficient; /7S), 이방성 산란계수 (anisotropic coefficient; g)임을 확인할 수 있었다. 흡수계수는 광자의 흡수에 주로 영향을 끼치는 것으로 흡수계수가 높은 생체 조직에서는 생체조직 표면에서 높은 에너지율이 나타났고, 이에 따른 광투과깊이는 줄어들었다.
- 정상조직에 비해 암 조직은 표피세포층이 얇아지는 소견을 나타내었으며, 또한 세포들이 대부분 비정형을 나타내었다. 완치된 조직은 정상 세포와 유사하며, 이는 Masataka 등 26)이 연구한 내용과 잘 일치하였다.
- 레이저 다이오드(630 nm)를 이용한 간질성광역학 치료를 위하여 광전파 모델에 관한 연구를 한 결과, 조직에서의 광학계수 중에서 흡수계수를 측정함으로써 생체조직의 생화학적 성분 및 내부 구조를 간접적으로 유추하는데 유용한 도구로 사용할 수 있으며, 생체조직의 흡수계수의 변화를 측정하여 질병 진단에도 이용할 수 있다. 특히 생체조직에서 광역학치료에 사용한 630 nm 파장대는 생체조직에 의해서는 거의 흡수가 되지 않기 때문에 이 실험에서 최고 15〜20 mm까지 투과해 들어갈 수 있음을 확인할 수 있었다. 그리고 광민감제인 photogem과 레이저 다이오드(630 nm)를 사용하여 400 mW/cm2, 250 sec로 간질성광역학 치료를 실시한 결과, 레이저 조사 후 3일부터 종양 부위가 변하기 시작하여 1주일 후종양조직을 떼어내어 조직검사를 실시한 결과, 성공적인 치료효과를 보여주었다.
- 4는 광민감제를 투여 전 . 후의 생체조직 흡수 스펙 트럼이며, 광민감제 투여 후의 스펙트럼을 보면 흡수대가 630 nm 근방이라는 것을 알 수가 있다. 따라서 간질성 광역학치료에 사용한 다이오드레이저광은 630 nm 파장의 적색광을 사용하는 것이 가장 효율적이며, 이 파장에서의 생체조직의 광 특성을 알아야 하며, 조직 내의 광선량(light dosimetry) 을 정확히 측정하여야 한다.
- 이 결과는 간질성광역학치료에서 사용하는 630 nm 파장 인 적색 파장은 생체조직의 구성입자 에 의해서 거의 흡수되지 않기 때문에 최고 15-20 mm까 지 투과해 들어갈 수 있음을 확인할 수 있었다. 흡수계수가 작을수록, 산란계 수와 이방성 산란계수g값이 클수록 투과 깊이는 높아지고, 조직 표면에서의 에너지율은 흡수계수가 클수록, 산란계 수가 작을수록, 이방성 산란계수g가 0에 가까울수록 더 크게 나타남을 이몬테칼로 시뮬레이션 방법으로 알 수 있었다.
- 이때 생체조직의 광학계수들 중에서 생체조직 내의 광 전파에 영향을 크게 미치는 흡수계수(absorption coefficient; 庭, 산란계수(scattering coefficient; /7S), 이방성 산란계수 (anisotropic coefficient; g)임을 확인할 수 있었다. 흡수계수는 광자의 흡수에 주로 영향을 끼치는 것으로 흡수계수가 높은 생체 조직에서는 생체조직 표면에서 높은 에너지율이 나타났고, 이에 따른 광투과깊이는 줄어들었다. 흡수계수가 낮은 조직에서는 비록 에너지율은 낮게 나타났으나 투 과깊이는 높게 나타났다.
후속연구
- 그리고 광민감제인 photogem과 레이저 다이오드(630 nm)를 사용하여 400 mW/cm2, 250 sec로 간질성광역학 치료를 실시한 결과, 레이저 조사 후 3일부터 종양 부위가 변하기 시작하여 1주일 후종양조직을 떼어내어 조직검사를 실시한 결과, 성공적인 치료효과를 보여주었다. 이 연구 결과를 바탕으로 간질성 광역학치료 방법으로 내시경을 사용하여 다양한 고형암에 대하여 치료방법을 개발할 수 있기를 기대한다.
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