나노입자를 이용한 비문증 레이저 치료(3편) – 안과 논문 리뷰

“나노입자를 이용한 비문증 레이저 치료”

마지막 3편입니다.

이번 편에서는 조금 자세한 기전과 한계점 그리고 개인적인 생각을 정리해볼 예정입니다.

1,2편을 못보신 분들은 위에 시리즈글 링크가 있으니 보고 오시면 좋습니다^^

어떻게 부유물에만?

저도 처음에 논문 초록을 보고 그렇다면 금 나노 입자를 일단 유리체 안으로 넣어야 하는데 어떻게 할까 궁금했는데요~

역시나 유리체 안으로 직접 주입하는 방법이였습니다;

금 나노 입자 처럼 많은 양의 물질을 도달시키기 위해서는 어쩔 수 없이 직접 주사가 필요하죠.

유리체강내 약물 주입은 예전부터 많이 사용되었던 비교적? 안전한 방법입니다.

(하지만 이게 또 눈 속으로 외부에서 직접 약물을 주입하는것이라 위험성이 아예 없다고 보기는 힘듭니다.

아주 드물게 눈 속 세균 감염이나, 망막 열공, 박리 등 문제가 생기는 경우가 있습니다)

자, 이제 유리체 안에 금 나노 입자를 주입했으면 이 입자들이 어떻게 유리체 속에서 부유물에만 알아서 달라붙을까요?

금 나노 입자를 그냥 사용하지 않고 입자 주변에 음전하를 띤 히알루론산 분자(HA)를 코팅해주게 되면 다양한 작용이 일어나는데요~

눈 속에서 정상적인 유리체를 구성하는 콜라겐 섬유는 음전하를 띠고 있기 때문에 이 금 나노 입자가 음-음 전하의 반발 작용 때문에 달라 붙지 않습니다.

반면 부유물을 형성하는 콜라겐 찌꺼기들은 규칙적인 배열이 무너졌기 때문에 전하를 띠지 않으며 이에 따라 금 나노 입자가 달라붙을 수 있게 됩니다.

신기하죠~?^^

유리체에 혼탁이 생기지는 않을까?

깨끗한 물에 잉크 한 방울만 떨어져도 전체가 뿌옇게 되듯 유리체 역시 불투명한 성분이 주입되어 퍼지면 탁해져 시력에 영향을 줄 수 있겠습니다.

유리체 내로 주입을 해야 하는 금 나노 입자 역시 위와 같은 우려가 있을 수 있는데요~

본 논문에서는 기존의 나노 입자 크기인 70nm 보다 더욱 작은 10nm 크기의 나노 입자를 이용하여 이런 한계를 극복할 수 있다고 합니다.

충분한 부유물의 파괴가 이루어질까?

70nm 크기의 금 나노입자를 사용한다면 충분한 부유물의 파괴를 얻을 수 있지만 10nm정도로 작은 크기의 나노 입자에서도 이런 파괴 에너지를 얻을 수 있을까요?

위 그림은 소의 유리체에 인위적으로 만든 콜라겐 찌꺼기에 붙은 10nm크기의 금 나노 입자에 800uj의 레이저 (4.5J/cm2)을 조사했을때의 결과입니다.

7회 조사시 거의 부유물이 파괴된 것을 볼 수 있습니다.

사람의 유리체는 어떨까요?

총 3명의 유리체(유리체 절제술 시 채취한) 부유물을 대상으로 실험을 하였으며 마찬가지로 수 회의 레이저 펄스 조사 이후에 부유물이 파괴된 것을 알 수 있습니다.

정상 조직에는 문제가 없을까?

환자분들이 가장 궁금해 하시는 부분이 아닐까 싶습니다.

YAG레이저의 가장 큰 단점이 레이저로 인한 정상 조직의 데미지 이니까요^^

두 가지 독성 여부를 살펴봐야겠습니다.

1. 레이저 독성 여부

2. 금 나노 입자 자체의 독성 여부

본 연구에서는 망막을 구성하는 세포 중 하나를 인위적으로 배양하여 실험을 하였습니다.

먼저 레이저 독성 여부를 보겠습니다.

위 그림의 우측처럼 망막 세포 중 하나인 뮬러세포에 레이저를 조사한 뒤(24시간) 세포의 viability(생존능력)을 보면 80% 이상 유지되는 것을 알 수 있습니다(좌측 그림).

이번에는 금 나노 입자의 망막 독성을 보겠습니다.

마찬가지로 금 나노 입자를 주입 후 24시간 뒤 세포의 viability를 비교하였을 때 전 후로 차이가 없는 것을 알 수 있습니다.

이번에는 실제와 같이 부유물 + 금 나노 입자 + 레이저 조사시 망막 독성을 볼까요?

실제 부유물의 위치와 비슷하게 망막으로 부터 약 10mm 떨어진 곳에 콜라겐 덩어리를 위치 시키고 금 나노 입자를 주입, 레이저 조사까지 하였는데 세포 viability는 큰 차이가 없다는 결과를 보였습니다.

결과적으로 눈에 안전하다는 이야기네요.

더욱이 논문에서는 금 나노 입자 자체가 항염효과와 혈관형성억제 효과가 있기 때문에 다양한 안과적 질환에 도움이 될 수 있다고 말합니다.

정리

약 세 편에 걸쳐 논문 내용을 정리했습니다.

논문 전문은 16장이나 될 정도로 긴 편입니다.

읽으면서 clinical(임상적)인 내용 보다는 이론적인 내용이 많아 이해하기 어려운 부분도 많았네요^^;

어쨌든 기존의 YAG레이저보다 약 1000배 이상 낮은 에너지를 사용하며 효과적으로 부유물만 파괴할 수 있기 때문에 기존의 레이저가 가지고 있는 다양한 단점을 극복할 수 있는 좋은 대안이 될 수 있겠습니다.

하지만 실제 사람의 눈이 아닌 소 눈, 그리고 사람의 유리체에서 추출한 성분만으로 가지고 한 in vivo, in vitro실험이기 때문에 실제로 임상에 적용하기 까지는 오랜 기간이 걸릴 것 같습니다.

지금까지 긴 글 읽어주셔서 감사드립니다.

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