암정보

온열 암 치료를 위한 나노 기술의 최근 혁신에 대한 심층적인 검토를 제시합니다. 기존의 온열요법은 표적 조직과 주변 정상 조직을 열적으로 구분하지 못하며, 이러한 비선택적 조직 가열은 심각한 부작용을 초래할 수 있습니다. 나노 기술은 현재의 온열 치료법을 혁신할 수 있는 큰 잠재력을 가지고 있을 것으로 기대됩니다. 암 치료에서 적절한 위치를 찾으려면 모든 나노기술 기반 온열요법 방법과 그 위험성/장점을 철저히 이해해야 합니다. 최신 나노기술 기반 온열요법 방법을 소개하고, 나노 입자의 존재로 인한 열 발생 및 강화의 가능한 물리적 메커니즘을 설명하고, 표적 온열요법의 두 가지 흥미로운 접근법으로 나노 광열 요법(NPTT)과 나노 자기 온열요법(NMH)이 부각되고 있으며, 새로운 온열요법인 나노 고주파 절제술(NaRFA)의 새로운 나노 입자의 열 효과 마지막으로 나노 초음파 온열요법(NUH) 암 온열요법의 최신 방법도 우리가 관심을 가져야 할 것입니다.

나노 입자는 종양 내부에 농축되어 다양한 외부 소스에서 발생하는 에너지를 흡수하여 온열요법의 효과를 높일 수 있습니다. "inside-out hyperthermia"

소 개

암은 전 세계 사망률의 주요 원인 중 하나입니다. 현재 암 치료에 사용되는 몇 가지 방법은 전통적 방법과 현대적 방법으로 분류할 수 있습니다. 수술, 방사선 요법 및 화학 요법은 암 치료를 위한 주요 기존 방법으로 간주되지만 많은 한계가 있습니다. 최근 이러한 방법의 기술적 발전에도 불구하고 암 치료를 위한 효율적인 방법에 대한 필요성은 여전히 남아 있습니다.

온열요법은 최근 암의 보조 요법으로 도입되어 암 퇴치에 큰 가능성을 보이고 있습니다. 온열요법은 표적 조직을 고온에 노출시켜 조직을 직접 파괴하거나(47°C 이상의 온도에서 열 절제) 암세포를 다른 치료 방식에 더 취약하게 만드는(41-45°C 온도 범위에서 열 민감화) 치료법으로 정의됩니다. 이러한 조직의 온도 상승은 혈관 투과성을 변화시키고 혈류를 증가시켜 결국 종양 산소화를 유도합니다. 따라서 온열요법은 조직 저산소증을 완화하고 방사선 또는 항암제와 함께 적용하여 종양에 대한 세포 독성 효과를 강화할 수 있습니다. 유방암, 자궁경부암, 방광암, 뇌암, 두경부암에 대한 많은 임상 실험에서 방사선 요법이나 화학 요법에 온열요법을 추가하면 종양 조절과 환자 생존율이 크게 향상된다는 것이 입증되었습니다.

종양에 열을 전달하기 위한 적절한 수단을 선택하는 것은 온열요법에서 중요하고 까다로운 문제입니다. 현재 종양을 가열하기 위해 마이크로파, 고주파, 레이저, 초음파 등 다양한 에너지원이 사용되고 있습니다. 기존의 온열요법은 신체 표면에서 최대 온도 구배를 생성하고 외부 소스로부터의 거리에 따라 순간적으로 감소합니다. (외부-내 온열요법) 이러한 유형의 온열요법에서는 대부분의 에너지가 외부 방사선의 경로를 따라 위치한 건강한 조직에서 소실됩니다. 결과적으로 표적 조직과 주변 정상 조직 사이에 열 차별이 발생하지 않으며, 이러한 조직 가열의 비선택성은 심각한 부작용을 초래할 수 있습니다. 효율적인 온열요법 개발을 위해서는 이러한 단점을 해결해야 합니다. 보다 효과적인 온열요법을 개발하기 위한 지속적인 노력으로 나노 입자가 온열요법으로 적용되고 있습니다.

나노 기술은 현재의 진단 및 치료 기술을 혁신할 수 있을 것이라는 기대와 함께 생의학 분야에 도입되었습니다.

나노 입자는 외부에서 발생하는 에너지를 흡수하여 온열요법의 효과를 높일 수 있습니다. 실제로 나노 입자는 열의 주요 공급원 역할을 하며 열 손실 방향을 역전시킵니다. (내부-외부 온열요법) 이러한 유형의 온열요법에서 나노 입자는 외부 소스의 에너지를 종양에 집중시켜 국소적인 열 파괴를 유도하는 동시에 주변 조직에 미치는 부작용을 최소화합니다.

나노 입자는 치료 활동을 전달하는 능력 외에도 다양한 의료 영상 기법의 조영제로 사용할 수 있는 잠재력을 가지고 있습니다. 따라서 나노 입자 매개 온열요법은 진단과 치료를 동시에 실현할 수 있습니다. 또한 나노 입자가 항암제에 부착되면 화학 요법 전달도 가능할 수 있습니다. 여기에서는 새롭게 떠오르는 나노 물질을 기반으로 한 새로운 온열요법 방법을 검토합니다.

또한, 기존 온열요법 방법의 효능을 촉진하는 데 있어 나노 입자의 잠재적 메커니즘과 응용에 대해 광범위하게 논의합니다.

온열요법과 다른 암 치료법의 조합

온열요법과 화학요법의 조합은 암 치료에서 초시너지 효과를 가져온다는 것이 입증되었습니다. 나노 입자는 화학 치료제를 종양에 선택적으로 전달하기 위한 운반체로 활용될 수 있습니다. 또한, 약물이 탑재된 나노입자를 온열 에너지원에 노출시키면 열 화학 요법이 가능할 수 있습니다. 나노기술 기반 온열요법(예: NPTT, NMH, NaRFA, NUH)의 적용으로 인한 열 증착은 다음과 같은 이점이 있습니다.
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further discussion(심화논의)

다양한 방사선은 온열요법과 암세포 파괴에 필요한 열을 생성할 수 있습니다. 고주파, 마이크로파, 적외선 및 음파는 현재 온열요법에 적용되는 에너지원의 예입니다. 언급된 에너지원은 각각 고유한 열 발생 원리, 장점 및 한계를 가지고 있습니다.

전자기파의 침투 깊이는 주파수에 반비례한다는 것은 잘 알려져 있습니다. 따라서 다음과 같은 주파수를 가진 RF 파는
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결론

나노 기술 기반 온열요법은 최근 상당한 진전을 이루었지만, 올바르게 개발하려면 이러한 방법과 그 위험성을 철저히 이해해야 한다는 것은 분명합니다. 이 리뷰 논문에서는 다양한 나노기술 기반 온열요법 방법에 대한 개요와 다양한 관점에서의 비교를 제시했습니다. 좋은 접근법을 선택하려면 SAR, 종양의 깊이, 외부 에너지의 종양 내 침투 깊이 등 여러 요인을 고려해야 합니다.

ref)

1. Medical Physics Department, School of Medicine, Iran University of Medical Sciences (IUMS), Tehran, Iran

2. Department of Pharmacology, School of Medicine, Iran University of Medical Sciences (IUMS), Tehran, Iran

3. Clinical Nanomedicine Lab., ENT and Head & Neck Research Center and Department, Iran University of Medical Sciences (IUMS), Tehran, Iran

4. Diagnostic Nanoparticles Research Core, Iran University of Medical Sciences (IUMS), Tehran, Iran

5. Applied Biophotonics Research Center, Science and Research Branch, Islamic Azad University, Tehran, Iran