생명/의료

항종양 초음파역동민감제로 흑린나노시트 압전재료를 꼽아

발행일 : 2020 / 02 / 10

중국과학기술대학교 양리화(陽麗華)/지헝싱(季恒星) 연구팀은 공동으로 초음파역동민감제로 될 수 있는 압전재료를 발견함으로써 임상 초음파역동치료(sonodynamic therapy)를 통한 종양세포 제거에 도움을 제공하였다. 해당 성과는 “The Journal of Physical Chemistry Letters”에 게재되었다.

악성종양은 인류의 건강 심지어 생명을 심각하게 위협하고 있다. 현재 임상에서 외과수술, 화학요법, 방사선요법 등 3가지 방법으로 악성종양을 치료하고 있지만 재발 및 병소전이가 쉬운 등 단점이 있다.

최근 초음파역동치료는 그 안전성 고효율성으로 인해 광범위한 관심을 받고 있다. 초음파역동치료는 민감제가 여기에너지(excitation energy)의 여기에 의해 생성하는 활성산소물질을 통해 종양세포를 제거한다.

초음파는 초음파역동치료의 여기에너지로서 안전하며 조직투과력이 높은 등 장점을 보유하기에 임상에 광범위하게 응용되고 있다. 하지만 희소한 초음파역동민감제로 인해 초음파역동치료 발전은 제한을 받고 있다.

초음파역동치료에 있어 초음파역동민감제 개발은 시급한 과제이다. 이와 관련해 연구팀은 압전재료가 초음파역동민감제로 될 수 있음을 발견하였고 또한 실험결과를 통해 입증하였다.

연구팀은 흑린(black phosphorus)나노시트를 모델압전재료로 하여, 적정 에너지준위 구조를 보유한 압전재료가 초음파 조건에서 활성산소물질을 생성함으로써 종양세포에 대한 응답적 제거를 달성함을 입증하였다.

연구팀은 먼저 흑린나노시트의 압전성능을 검증함과 아울러 흑린나노시트가 외부 초음파 조건에서 활성산소물질을 생성할 수 있는 초음파역동민감제임을 규명하였다. 그 다음 체외 세포실험, 종양보유 실험용 생쥐 모델 등 2가지 분야에서 흑린나노시트가 초음파 여기에 의해 종양세포를 응답적으로 제거함으로써 항종양 치료효과를 달성함을 규명하였다.

관련 실험결과는 해당 압전재료가 초음파역동민감제로 될 수 있음을 입증한다. 해당 연구는 이러한 신형 초음파동역 민감화 메커니즘이 생명의학 분야에서 갖는 연구 가치를 제시하였다.

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