• 한국광학회지
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• 제23권3호
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• pp.108-112
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• 2012

본 논문에서는 전립선 비대증 환자 치료 시 조직 제거에 사용되는 두 파장들을 비교 연구하였다. 가시광선 영역인 532 nm는 혈액 속의 헤모글로빈에 의한 흡수율이 높은 반면, 근적외선 영역인 980 nm는 물에 의한 빛의 흡수율이 높다. 동물의 간 조직을 각각의 레이저를 이용하여 40 W 출력에서 제거하였으며, 조직 제거율을 제거 횟수, 제거 부피, 열손상 정도를 통해 검사하였다. 532 nm의 경우 높은 레이저 흡수율로 인해 조직 제거율이 980 nm 보다 4배까지 증가하였으며, 열손상은 상대적으로 약 30%까지 낮게 나타났다. 파장에 관계없이 제거 횟수가 높을수록 단위 횟수당 제거율이 낮아졌으며, 이는 레이저 빛이 거리에 따라 발산함과 동시에 제거된 조직의 입자들이 먼지 방해 현상을 일으킴으로써 효율의 저하를 일으켰음을 짐작할 수 있었다. 보다 효율적인 열적 제한 상태와 높은 흡수율로 인해 가시광선 영역의 532 nm가 근적외선 980 nm 보다 전립선 치료에 있어서 더욱 효율적인 파장임을 알 수 있었으며, 이러한 발견을 전임상 및 임상을 통해 확인할 계획이다.

• 한국방사선학회논문지
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• 제6권3호
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• pp.207-215
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• 2012

광 역학치료(Photodynamic therapy: PDT) 중 하나인 기존의 LED 광 조사는 연속파(Continuous wave: C.W) 방식의 635 nm 파장으로 여드름 치유에 가장 많이 사용되어 왔으나, 이 방식은 에너지효율이 낮고 생체조직에 열이 많이 발생하여 개선의 방안이 필요했다. 본 논문에서는 에너지효율을 높이고 여드름 치료를 위하여 생체조직에서의 열적 파괴현상을 방지하기위해 PWM(펄스 폭 변조: Pulse Width Modulation)을 활용한 여드름 치료용 LED 광 조사장치를 설계하였다. 시스템 구성은 크게 Timer 모듈, PWM 모듈, 광학전달 장치로 크게 세구성하여 설계하였으며, 여드름 치료를 위한 피부 투과 깊이를 높이기 위하여 광학전달 장치는 660 nm 파장의 1 W LED를 사용하였다. PWM 제어를 이용하여 발생된 주파수와 파형을 확인하고, 660 nm LED의 출력에너지 및 생체조직의 표면온도를 확인하여 안정적인 에너지출력과 생체조직의 안정성에 대해 평가하였다. 그 결과 여드름 치료를 위한 660 nm 파장의 1 W LED 광 에너지를 얻기 위하여 C.W 방식으로 사용하였을 경우 전력손실이 높고 생체조직에서의 열적 파괴현상을 보였으나, PWM 방식을 구현함으로써 펄스 폭 변조를 통하여 LED의 전력소모를 낮추었고, 생체조직의 열적 파괴현상이 나타나지 않아 여드름 치료를 위해 사용할 경우 C.W 방식보다 PWM 방식이 더 안전하고 효과적일 것으로 사료된다.

• 공업화학
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• 제28권4호
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• pp.383-396
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• 2017

광열치료는 빛을 받아 열로 변환하는 광열특성을 가진 광열변환기를 통해 세포의 병변, 특히 암세포를 선택적으로 사멸시키는 치료법이다. 광열특성을 가지는 다양한 물질들이 광열치료에 적용되어왔지만, 그중에서도 금 나노입자는 그 고유한 물리화학적 특성으로 지난 20년 가까이 과학자와 의료인들에게 큰 관심을 받아왔다. 본 총설에서는 금 나노입자를 사용하여 광열치료효과를 향상시키기 위한 전략들을 최근의 광열치료 연구를 중심으로 정리하여 서술하였다. 특히, 광열변환기로서 사용되는 다양한 금 나노입자 구조체의 합성 및 광학 성질 제어를 통해 광열변환 효율 향상을 시도한 연구들과 금 나노입자를 병소에 효과적으로 축적시키기 위한 선별적 전달 방법들을 논의하였으며, 마지막에는 근래에 적극적으로 시도되고 있는 다른 치료법 및 진단기술과의 융합 연구들을 소개했다.

• Nuclear Medicine and Molecular Imaging
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• 제42권5호
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• pp.383-393
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• 2008

목적: 조직 특이 프로모터를 이용하면 특정 암조직내에서만 원하는 치료유전자를 발현시킬 수 있다. 나트륨 옥소 공동 수송체(sodium iodide symporter: NIS) 유전자는 옥소를 섭취하는 특성을 가져 방사성옥소를 이용한 치료용 유전자로 사용될 수 있다. 광학 영상용 유전자인 luciferase (Luc) 유전자를 세포에 이입하면 비침습적으로 유전자가 이입된 세포의 상태를 평가할 수 있다. 본 연구는 간암 특이성을 나타내는 AFP 프로모터에 의해 발현이 조절되는 NIS유전자와 CMV프로모터에 의해 발현되는 Luc유전자를 간암세포에 이입하여 NIS유전자 이입에 의한 방사성옥소 유전자치료의 효과를 알아보고, 종양사멸 정도를 광학 리포터 유전자 발현으로 알아보고자 하였다. 대상 및 방법: AFP enhancer와 GSTP 프로모터를 연결하여 AFP프로모터를 제작하였으며 이를 NIS유전자와 연결하였다. 또한 CMV 프로모터에 조절 받는 Luc 유전자를 동시에 삽입하여 AFP-NIS-CMV-Luc 유전자 발현 벡터를 생산하였다. 실험 대상 세포주로는 간암세포주인 HepG2와 Huh-7 세포와 사람 대장암세포주인 HCT-15 세포를 이용하였다. AFP-NIS-CMV-Luc 발현벡터를 Liposome을 이용해 실험대상 세포주 내로 이입하였으며, 방사성옥소 섭취율과 방사성옥소의 유출량을 측정하였다. 또한 Luciferase 발현 정도를 luminometer로 측정하였으며, clonogenic assay를 통하여 I-131에 대한 세포주에 따른 사멸효과 차이를 알아보았다. AFP-NIS-CMV-Luc 유전자 이입 세포주를 누드마우스에 대퇴부 피하에 주입하여 I-131 축적여부를 감마카메라 영상을 획득하였다. 결과: AFP-NIS-CMV-Luc 유전자 발현 벡터를 제작하였다. AFP-NIS-CMV-Luc 유전자가 이입된 HepG2와 Huh-7 세포의 방사성옥소 섭취율은 유전자 이입이 되지 않은 대조군 HepG2와 Huh-7 세포에 비하여 높았으며, $KClO_4$를 처리시 옥소 섭취가 저해되었다. 대장암 세포주인 HCT-15세포에 AFP-NIS-CMV-Luc유전자를 이입 시 방사성옥소의 섭취률은 증가되지 않았다. 30분간 방사성옥소를 섭취시킨 AFP-NIS-Luc 유전자가 이입된 HepG2와 Huh-7 세포에서의 방사성옥소의 유출반감기는 약 4분과 6분으로 각각 나타났다. AFP-NIS-CMV-Luc 유전자가 이입된 HepG2, Huh-7세포의 Luc 유전자의 발현은 241, 441 $RLU/2\;{\times}\;10^5$ cells로 나타났으며, 대조군 HepG2와 Huh구세포에서의 Luc 유전자의 발현은 74, $RLU/2\;{\times}\;10^5$ cells로 나타났다. HCT-15 세포는 AFP-NIS-CMV-Luc 유전자 이입에 따라 I-131에 의한 세포 사멸능이 증가되지 않았으나, HepG2 및 Huh-7 세포는 FP-NIS-CMV-Luc 유전자 이 입에 따라 I-131에 의한 세포 사멸능이 증가되었으며, Huh-7세포의 경우 0.5mCi의 I-131을 투여한 경우 모든 세포가 사멸하였다. AFP-NIS-CMV-Luc 유전자가 이입된 Huh-7 세포수가 많을수록 방사성옥소 섭취율이 증가하며 luciferase활성도도 높게 나타났다. AFP-NIS-CMV-Luc 유전자가 이입된 Huh-7 세포를 이식한 누드마우스에 I-131 감마카메라 영상에서 종양이식부위에 방사능 축적을 관찰 할 수 있었다. 결론: AFP프로모터의 의하여 NIS유전자가 발현되며, CMV프로모터에 의한 Luc 유전자가 발현되는 벡터를 제작하였으며, 이 벡터를 이입한 경우 간암세포에서만 I-131의 세포 독성이 증가하는 효과를 나타내었다. 또한 Luc유전자를 이용하여 비침습적인 광학 영상으로 세포사멸 효과를 확인할 수 있었다. 간암특이 프로모터에 조절되는 치료 유전자와 광학리포터 유전자를 한 벡터에 동시에 이입하면 간암 특이 유전자 치료와 그 치료효과를 비침습적으로 평가할 수 있을 것으로 생각된다.

• 한국광학회지
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• 제28권5호
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• pp.236-240
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• 2017

본 논문에서는 적외선 카메라를 이용하여 집속형 초음파 치료장비인 HIFU (High intensity focused ultrasound)가 발생시키는 물리적인 변화를 연구하였다. HIFU는 비 침습적으로 음향 에너지를 피하조직에 전달할 수 있기 때문에 피부과에서 안면 윤곽형성 및 피부탄력 개선을 위해 사용되고 있다. 피부 리프팅을 목적으로 사용하는 7 MHz HIFU의 사용 효과에 대한 정량적인 정보를 제공하기 위해 온도 분포 및 비가역적 조직 변화에 대한 연구를 실시하였다. HIFU에서 발생한 초음파 에너지로 인해 피하조직 수 밀리미터 크기의 부위에서 발생하는 온도의 변화를 적외선 이미징을 통해 측정하였다. 각 초음파 에너지 조건에서 생긴 열 응고점의 길이를 측정하였고 통계 처리를 통해 정량화 하였다. 온도의 증가가 발생한 부위에 대해서는 조직 검사에서 조직의 비가역적인 변화를 확인하였다. 실험을 통해 확인한 결과 집속된 초음파 에너지 (0.4, 1.2, 2 J)에 비례해서 조직에서 발생하는 온도가 증가하였다. 초음파가 치료하는 초점 부위에 대해 $69{\sim}90^{\circ}C$ 이상의 최고 온도가 발생하였고, 고온이 발생한 지점에서 조직적인 변화가 일어남을 확인할 수 있었다. 조직 검사를 통해 조직 내부 콜라겐의 응고를 통한 조직 변화를 확인하였다. 본 논문의 ex-vivo 실험 결과를 근거로 HIFU를 이용한 조직 응고의 강도를 조절하기 위해 적외선 이미징을 이용하여 얻은 정량적 데이터를 이용할 수 있음을 확인하였다.

• 구강회복응용과학지
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• 제40권2호
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• pp.55-63
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• 2024

목적: 이 연구의 목적은 거친 티타늄 표면에 형성된 Staphylococcus aureus 바이오필름에 대해 인도시아닌 그린을 활용한 광역학치료(photodynamic therapy; PDT)의 항미생물 효과를 평가하고, 이를 임상에서 널리 사용되는 다른 화학 처치 방법과 비교하는 것이다. 연구 재료 및 방법: 멸균된 거친 표면 티타늄 디스크에 S. aureus ATCC 25923을 접종한 후 48시간 동안 배양하여 바이오필름을 형성하였다. 실험은 대조군, 클로르헥시딘군(CHX), 테트라싸이클린군(TC), 인도시아닌 그린군(ICG), 인도시아닌 그린을 활용한 광역학치료군(ICG-PDT)으로 구분하여 진행하였다. 군에 따른 처리 후 세균을 배양하여 세균 수(colony forming unit; CFU)를 계산하고, 바이오필름을 공초점 현미경을 통해 분석하였다. 통계 분석은 CFU값을 로그값으로 변환한 후 분산 분석을 시행하였다. 결과: 모든 실험군은 대조군과 비교하여 유의한 항미생물 효과를 나타냈으며(P < 0.05), 특히 CHX, TC, PDT 군에서 90% 이상의 유의한 효과를 보였다(P < 0.01). CHX 군은 TC, PDT 군과 유의한 차이를 보이지 않았으나(P > 0.05), PDT 군은 TC보다 유의하게 효과적이었다(P = 0.035). 공초점현미경 상에서 PDT 군에서 사균의 비율이 더 높게 관찰되었다. 결론: 이번 연구를 통해 인도시아닌 그린을 활용한 광역학치료가 SLA 티타늄 표면에 형성된 S. aureus 바이오필름 제거에 있어 효과적임을 확인하였다.

• Radiation Oncology Journal
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• 제12권1호
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• pp.27-31
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• 1994

종양의 조직학적 형태에 따라 또 같은 조직의 종양에서도 각 환자에 따라 방사선 치료에 대한 반응 정도에는 많은 차이가 관찰된다. 이러한 방사선 감수성을 예측하는 한 방법으로 각 환자에서 떼어낸 종양조직을 일차 배양하여 방사선 조사에 의한 세포 생존 곡선을 구한뒤 2Gy에서의 생존(SF2)을 얻었다. 방사선 치료가 계획된 두경부 종양과 자궁경부암 환자의 종양 조직을 얻어 기계적인 방법으로 미세절편으로 만든 후 collagenase type IV와 2시간 배양하여 단일 종양세포 혼탁액을 얻었다. Cell adhesive matix로 전처리된 24 well plate에 각 well당 일정수의 세포를 넣어 24시간 배양한뒤 각 열에 0, 1, 2, 3, 4. 6Gy의 방사선을 조사하였다. 13일간 배양후 crystal violet으로 염색한뒤 image analysis system을 이용하여 각 well의 광학밀도를 측정하여 세포 생존을 구한다. Linear quadratic model에 의한 생존 곡선을 얻은 뒤 2Gy에서의 생존율을 구하였다. 배양된 세포가 편평상 피암세포임을 확인하기 위하여 cytokeratin과 epithelial monoclonal 항체를 이용한 Immunocytochemical 염색을 하여 형광 현미경으로 관찰하였다. 5명의 두경부종양 환자와 20명의 자궁경부암 환자의 종양조직을 얻어 실험하여 15명(60$ \% $) 종양의 2Gy 생존을 얻는데 성공하였다. 10명의 일차 배양 실패의 원인은 단일 종양세포 혼탁액에 종양세포가 너무 적었거나 세포 이식후 배양이 잘 자라지 않은 것으로 판정되었다. 15편평 상피암 세포의 SF2의 평균은 0.55$\pm$0.17이었으며 범위는 0.20에서 0.79까지로 같은 편평상피암이라도 각 환자에 따라 SF2 간에 큰 차이를 보이는 것을 알 수 있었다. 이상에서 같은 부위에 생긴 같은 조직 유형의 종양이라도 각 환자마다 SF2 값의 차이가 큰 것으로 보아 방사선 치료의 효과를 예측할 수 있는 한 인자로 SF2 값을 이용할 수 있을 것으로 생각된다.

• 대한기관식도과학회:학술대회논문집
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• 대한기관식도과학회 1982년도 제16차 학술대회연제순서 및 초록
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• pp.13.2-14
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• 1982

삼출성 중이염은 이관기능과 밀접한 관계를 갖으며 중이강내 삼출액으로 인하여 이폐색감, 이내충만감, 난청 및 이명을 보이는 질환으로 Politzer (1867)에 의해 최초로 보고된 이래 이에 대한 많은 연구업적이 발표되었으며 특히 최근 20여년간 광학 및 전자현미경의 발달과 이관기능에 대한 관심의 증진으로 병인규명 및 치료에 획기적인 발전을 이루어왔다. 원인 및 병인으로서는 Politzer, Zauful 과 Beaold (1894)에 의해 주창된 hydrops ex vacuo theory (보공수종설)가 가장 지지를 받고 있으나 그 외에도 Robinson과 Nicholas등( 1951 )에 의한 부비동, 비인강, 이관주위림파관의 폐쇄, 특히 인후림프절부위의 림파관의 폐쇄로 이관기능의 장애가 온다는 설과 Senturia(1971)등의 세균감염설, Jordan(1949), Derlachi (1957) 및 Draper (1967) 등의 알레르기 설이 있다. 또한 삼출성 중이염의 삼출액의 근원에 대해서도 Tonder등(1971)은 혈청의 유출액이라 단정지었으나 Lim(1970)등은 증식된 점액선에서 분비된다고 하였으며 삼출액의 세포학적 분석 및 세균배양도 여러 학자에 의해 행해졌으나 Senturia(1971)등은 세균을 검출하였고 Siirala(1956), Rankin(1970) 등은 오히려 삼출액의 정균작용 (Bacteriostatic Action)으로 무균상태라고 주장하였다. 이에 저자들은 이관폐쇄로 삼출성중이염을 유발시켜 Zauful등(1894)의 보공수종설을 증명하고 그 삼출액의 도말표본 및 세균배양을 시행하여 중이강점막 변화와의 관계를 보고자 다음과 같은 실험을 하였다. 실험 재료로서는 고막소견이 정상인 한국산 고양이 32마리 (64이)를 사용하여 5마리 (10이)를 정상대조군으로 하고 27마리 (54이)를 삼출성중이염을 유발한 실험군으로 분류하여 정상대조군은 seconal(20mg/kg)을 정맥마취 시킨후 수술현미경하에서 고막천공을 시켜 중이강점막에서 도말표본과 세균배양을 시행하였으며 실험군은 마취후 앙와위로 하고 연구개 정중선 부위에 약1 cm 정도로 종절개하여 이관의 인두측 개구부를 노출시킨 다음 2 $\times$ 3 $\times$ 2 mm의 silastic piece 2개와 이어서 2 $\times$ 3 $\times$ 2 mm의 Gel_foam (absorbable gelatine sponge) piece 2개를 이관내로 보충삽입시키고 전기소작하여 완전폐쇄시킨 후에 연구개를 봉합하여 삼출성중이염 유발을 시도하였다. 또한 술후 창상감염을 방지하기 위하여 앰피실린(100mg/kg)을 2일간 근육 주사 하였으며 술후 12시간, 18시간, 1 일, 3 일, 5 일, 7 일, 10일, 30 일 및 60 일에 각각 3마리 (6이)씩 수술현미경 하에서 고막을 절개하여 삼출액의 형성 시기를 관찰하고, 삼출액이 형성된 경우에는 도말표본을 통한 세포학적 분석과 세균배양을 하였으며 시기별로 중이강 점막의 수술현미경 및 광학현미경적 변화를 관찰하여 다음과 같은 결과를 얻었기에 문헌고찰과 함께 보고하는 바이다. 1) 이관폐쇄술후 18시간에 최초로 삼출액이 확인되었으며 그 이후는 전실험군에서 삼출성중이염이 유발되다. 2) 도말표본의 세포학적 검사에서 호산구는 전혀 발견되지 않았으며 초기에는 호중구가 주종을 이루었으나 제14 일이후에는 단핵구가 증가하는 경향을 보였다. 3) 삼출액의 세균배양검사에서는 전예에서 세균이 배양되지 않았다. 4) 수술현미경적 소견은 이관폐쇄 후 제 14 일에 점막비후가 가장 심하였으며 삼출액의 양도 가장 많았다. 5) 중이강점막의 병리학적 소견에서는 상피세포, 배세포 및 혈관의 증식과 염증세포의 침윤이 관찰되었으며 특히 염증세포는 도말표본에서와 같이 제 14 일 이전에는 호중구가, 그 이후에는 단핵구가 주종을 이루었다.