비문증 치료, 금(gold)를 이용한다?(1편) – 안과 논문 리뷰

“비문증 치료, 금을 이용한다?”

안녕하세요 쉽게 이해하는 안과이야기 이지-아이입니다.

오늘은 비문증 치료에 있어 나름 최신 논문을 하나 소개할까 하는데요~ 유튜브 구독자 분께서 알려주신 논문입니다.

처음 나왔을 때 한 번 가볍게 읽고 넘어갔었는데 포스팅을 한 번 해볼까 합니다.

아직 in vivo 또는 in vitro 실험들이 대부분이라(사람의 눈에 직접 실험을 한 수준이 아니라는 뜻) 포스팅을 할 정도일까? 했지만 많은 분들이 최대한 세세한 내용까지 원하시는 것 같더라고요^^

어쨌든 오늘 리뷰 할 논문은 아래와 같습니다.

ACS NANO라는 학회지에 2019년 7월 발표된 논문입니다.

생소한 학회지라 알아보니 화학 학술지로 나노 과학기술에 대한 논문이 주를 이루더군요.

Impact factor는 15.4점(2020년 기준)으로 저명한 안과 학회지보다 월등히 높은 수준입니다.(나노 분야에 있어서 굉장히 권위있는 학회지라네요^^;)

어쨌든 제목은 “Photoablation of Human Vitreous Opacities by Light-Induced Vapor Nanobubbles”

대강 직역하자면 “빛에 의한 나노버블 증기를 이용한 인간 유리체 혼탁의 광융해” 입니다.

아휴…너무 어렵죠?

대충 비문증을 나노 기술을 이용해 레이저로 파괴하는 방법에 대한 논문이라고 이해하시면 되겠습니다.

들어가기 전에,

비문증이 무엇인지, 왜 생기는지 조금은 아셔야 아래 내용들이 이해하기 수월합니다.

상단에 시리즈 글 링크가 있으니 한 번 보고 오시면 좋겠습니다^^

금 나노입자
(Gold nano particle)

일단 해당 논문에서 금 나노 입자라는 이야기가 자주 나오는데 이것이 뭔지 모르면 진행이 안됩니다.

저도 이런 나노 기술은 잘 모르는 부분이라 조금 찾아보고 공부 해본 결과 아래 내용 정도로 이해하시면 될 것 같습니다. (화학이나 물리 전공이 아니라 조금 설명이 엉성할 수 있습니다;;)

보통 금 하면 귀금속을 대표하는 성분 정도로 생각 하실 겁니다.

은이나 동과 달리 오래 보관해도 색이나 성분의 변화가 거의 없는 특징 때문이죠.

이러한 금은 알게 모르게 수많은 산업 분야에서 많이 사용되는데요~ 가장 대표적인 분야가 반도체입니다.

기술의 발전은 점점 진행되어 금을 나노입자까지 작게 만드는 경지까지 가자 이 금의 활용도는 더욱 많아지게 됩니다.

그 중 하나가 바로 바이오, 즉 의료인데요~ 검사, 진단, 치료 여러 분야에 사용 될 수 있는데 예를 하나 들어보겠습니다.

금을 나노입자 정도로 작게 가공을 하면 그 크기는 보통의 바이러스와 비슷할 정도로 작아지게 됩니다.

이런 금 나노 입자에 조금 더 가공을 하면 표면에 약물을 붙일 수 있는데 이렇게 되면 금은 생체 조직과 반응을 거의 하지 않기 때문에 원하는 조직에 약만 딱 투여하기 매우 좋은 장점이 있습니다.

이제 더욱 작은 입자로 잘라서 보겠습니다.

이 정도로 작은 상태에서 금 나노 입자는 특정 빛과 매질(공기, 물 등)에서 아주 특이한 성질을 갖습니다.

금은 금속이기 때문에 위 그림과 같이 표면에 전하를 띤 전자들(plasmon)이 돌아다니죠.

이러한 전자들은 특정 파장의 빛, 특히 표면 전자의 진동 주기와 일치하는 파장의 빛을 만나게 되면 위 그림과 같이 일정 패턴으로 왔다 갔다 움직이는 현상을 보입니다.

이를 Surface Plasmon Resonance(SPR), 번역하면 “표면 플라스몬 공명” 현상이라고 합니다.

이 특성을 이용하면 의료 분야에서 아주 다양한 활용이 가능한데요~(비문증 치료에도 이 개념이 핵심이죠)

위 그림과 같이 암 세포에 금 나노 입자들이 딱 달라 붙을 수 있도록 입자 표면에 특수 가공을 합니다(항원 부착)

암세포 주변으로 금 나노 입자들이 다닥다닥 달라 붙어있는 상황이네요.

여기서

특정 파장을 가진 빛을 쬐어 주면 그림과 같이 금 나노 입자들은 일정한 주기로 진동을 하며 열을 내게 되는데…

결국 열과 진동에 의해 암세포는 파괴되는 아주 이상적인 시나리오입니다.

이 뿐만이 아니라 나노 입자 크기에 따라 반응하는 빛의 파장이 다르다는 사실.

2 편에서…

자~ 어떤가요?

조금 이해가 가실지 모르겠습니다.

관심이 있으셨던 분은 “비문증 치료”에 해당 이론이 어떻게 적용이 될 지 대충 감이 오실 것 같은데요~^^

노트북 배터리가 없어서 추후 2편에서 이어서 논문 내용을 이어가도록 하겠습니다.

긴 글 읽어주셔서 감사드리며 질문은

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