기체-액체 인터페이스는 생물의학에서 특별한 관심을 받고 있습니다. 임상 루틴의 초음파 조영제인 마이크로버블은 보존된 음향 반응, 약물 접합 기능 및 생물학적 장벽 개방에 대한 적용 가능성으로 인해 치료치료 플랫폼으로 점점 더 주목을 받고 있습니다.
Skoltech, MIPT, Prokhorov General Physics Institute of RAS 및 기타 여러 기관의 과학자들은 알부민이라는 단백질로 만들어진 미세 기포가 고급 의료 분야에서 사용되는 약물인 광역학 물질 전달을 위한 효율적인 운반체임을 입증했습니다. 항암치료 이는 화학 요법과 방사선 요법의 많은 부작용을 방지합니다.
이번 연구의 주요 연구자인 Skoltech Photonics의 Dmitry Gorin 교수는 다음과 같이 말했습니다. “광역학 치료에는 감광성 화합물을 혈류에 주입하고 피부나 내시경을 통해 화합물과 파장이 일치하는 빛을 종양에 조사하는 것이 포함됩니다. 감광제에 의해 빛 에너지가 흡수되면 자유 라디칼과 공격적인 형태의 산소가 발생하여 빛에 노출된 영역에서 매우 집중적으로 세포를 죽입니다."
논문의 주요 저자인 Skoltech 석사 졸업생 Roman Barmin은 다음과 같이 말했습니다. “이 연구에서 우리가 한 일은 소 혈청 단백질인 알부민과 결합하여 더 큰 광활성을 가져오고, 단백질-약물 결합체를 거품으로 휘젓는 결과 훨씬 더 큰 효율성 향상을 가져오는 두 가지 인기 있는 감광제에 대해 보여준 것입니다. 이는 광역학 암 치료법을 발전시키는 데 사용될 수 있습니다.”
실험에서 과학자들은 아연 프탈로시아닌에 대한 알부민의 공유 결합과 알루미늄 프탈로시아닌에 대한 정전기적 결합을 보여주기 위해 두 가지 상업용 감광성 물질을 사용했습니다. 전자는 임상 승인을 받은 광역학 치료제이고, 후자는 아직 임상 시험 중이다. 기포를 휘젓기 위해 프탈로시아닌-알부민 용액을 적절한 주파수와 온도에서 초음파 처리했습니다.
Barmin은 다음과 같이 언급했습니다. “마이크로버블 전달은 일반적으로 인기 있는 접근법이지만, 이 연구는 광역학 치료의 맥락에서 알부민 버블을 사용하고 우리가 고려한 두 가지 프탈로시아닌과 함께 작동하는 최초의 연구입니다. 마이크로버블 전달의 기본 개념은 기포 껍질이 광역학 물질의 분자를 조밀하게 포장할 수 있고 제어된 방식으로 의료용 초음파로 기포를 편리하게 '터뜨려' 약물을 방출할 수 있다는 것입니다."
Skoltech Photonics의 Dmitry Gorin 교수는 다음과 같이 말했습니다. “테스트 결과 세포에 대한 약물 전달이 성공적으로 이루어진 것으로 나타났습니다. 우리의 다음 목표는 미세기포 세포 상호작용을 더 깊이 이해하여 치료 성능을 향상시키는 것입니다.”
마이크로버블 특성을 조사한 후, 팀은 광역학적으로 결합된 마이크로버블이 향상된 물리화학적 특성 프로파일을 가지고 있다는 결론을 내렸습니다. 기포는 프탈로시아닌이 없는 대응물(초음파 영상에 사용됨)과 동일한 평균 직경을 유지합니다. 이는 성능을 제어하는 데 유리합니다. 동시에 더 높은 기포 농도와 저장 안정성을 갖습니다.
바르민 말했다, “다음 질문은 마이크로버블이 전달하는 광역학 물질의 효율성을 높일 것인가였습니다. Prokhorov General Physics Institute의 동료들은 바로 이를 테스트하기 위해 적혈구 현탁액을 사용하는 기술을 개발했습니다. 결과는 분명했습니다. 두 약제 모두 프탈로시아닌-알부민 복합체가 일반 프탈로시아닌보다 더 효과적인 것으로 입증되었으며 미세 기포 전달은 약물 광활성을 더욱 향상시켰습니다. 이는 마이크로버블 껍질에 밀집된 분자가 포장되어 있기 때문에 발생합니다.”
저널 참조 :
- Roman A.Barmin, Elizaveta A. Makismova 외. 향상된 광역학 활성을 위해 아연 및 알루미늄 프탈로시아닌 염료와 결합된 알부민 마이크로버블. 콜로이드 및 표면 B: 생체계면. DOI : 10.1016/j.colsurfb.2022.112856
