기계/재료

항암 치료용 지능 광열 재료 개발

발행일 : 2019 / 12 / 04

중국과학기술대학교 량가오린(梁高林) 연구팀은 광열 전환 효율이 기존의 임상 광열 재료보다 1배 이상 향상된 새로운 광열 재료를 개발함으로써 광열 항암 기술 분야에서 중요한 돌파를 달성했다. 해당 성과는 “Advanced Functional Materials”에 게재되었다.

광열 요법은 수술, 화학요법, 방사선요법 후에 나타난 새로운 최소침습 항암 기술이다. 그 주요 기술 원리는 광열 전환 기능을 보유한 약재를 인체에 주입한 후 표적 식별 기술을 이용하여 약재를 종양 부근에 집합시킨 다음 레이저 조사를 통해 광에너지를 열에너지로 전환시켜 암세포를 사멸한다.

그러나 레이저 조사의 경우 광열 재료는 종종 형광을 방사하는데 방사된 형광이 많으면 전환되는 열에너지가 적어진다. 해당 문제를 해결하기 위해 국제 학술계는 “형광 담금질” 기술을 개발하여 분자 간 형광 소광을 “유도”하여 발열에 “집중”하도록 했다.

연구팀은 독특한 솔류션을 이용하여 새로운 유기소분자 재료를 설계 합성했다. 해당 재료는 암세포에 섭취된 후, 지능적으로 먼저 “분자 내 형광 담금질”을 시작하고 다음으로 “분자 간 형광 담금질”이 발생한다. 두 차례의 “담금질”을 통해 재료의 열전환 효율을 향상시킨다. 중국과학기술대학교 장쥔(江俊) 연구팀, 장췬(张群) 연구팀, 안휘이(安徽)사범대학교 왕광펑(王广凤) 연구팀 등은 이론적 계산과 실험을 통해 기존에 일반적으로 사용되는 “형광 발광 담금질” 기술과 비교할 경우, 새로 개발한 신소재는 광열 전환 효율을 1배 이상 향상시킬 수 있으며 생체 종양의 광열 치료 효과를 대폭 향상시킬 수 있음이 입증되었다.

해당 기술은 임상에서 광열 전환 효율을 향상시키기 위한 새로운 방법을 제공했으며 기타 질병의 광열 치료에도 응용될 전망이다.

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