광역학 치료: 가시광선으로 암을 부드럽게 죽이는 방법

당신은 아마도 암 치료를 위한 X선 방사선 요법에 대해 잘 알고 있을 것입니다. 하지만 엑스레이가 암세포를 죽이는 것 외에도 많은 조직에 손상을 줄 수 있는 전리 방사선이라는 것을 알고 계십니까? Simphotek 등은 부작용이 적도록 파장이 X선보다 길고 에너지가 훨씬 낮은 근적외선 또는 "순한" 가시광선을 사용하고 있습니다.

광역학 치료(PDT)로 알려진 새로운 치료 방식이 바로 이러한 일을 할 수 있습니다. PDT는 화학요법처럼 메스꺼움을 유발하지 않고, X선 방사선처럼 일반 조직을 손상시키지 않으며, 수술처럼 신체 일부를 제거하거나 손상시킬 필요도 없습니다.

PDT는 빛(보통 레이저에 의해 제공됨), 감광성 약물 및 분자 산소를 사용하여 암세포를 죽이는 세포 독성 물질인 일중항 산소를 생성하는 다중 계단식 이벤트를 촉발합니다. 외부 빔 또는 표면(EB-PDT), 강내 또는 수술 중(icavPDT), 간질(I-PDT)을 포함한 다양한 형태의 PDT 치료가 있습니다. 첫 번째 방법은 약물을 표면적으로 적용하고 치료 부위를 빛에 노출시키는 피부 상태 및 암에 주로 사용됩니다. icav-PDT는 일반적으로 폐 수술과 같은 수술 후 충치가 존재하거나 수술에 의해 형성되는 수술 후에 수행됩니다.

감광성 약물이 체내에 투여되고 치료용 레이저 광에 의해 "활성화"됩니다. I-PDT는 뇌, 식도, 방광, 두경부, 담관암, 폐, 전립선 등 신체 깊숙한 곳에 있는 고형암을 치료하는 데 사용됩니다. 빛은 조직 내에서 단지 몇 밀리미터만 이동하므로 성공적인 치료를 위해서는 다른 메커니즘이 추가되어야 합니다. 이러한 치료법은 외부 레이저의 빛을 종양으로 직접 터널링하여 암 부위에 균일하게 분배하는 원통형 확산 광섬유를 사용합니다.

전달되는 가시광선의 양은 이전 및 현재 임상 시험에서 확립된 치료 역치 이상이어야 하므로 중요합니다. 빛의 양이 정확하게 전달되는지 확인하기 위해 종양 내부 모든 곳에서 측정을 수행하는 것은 사실상 불가능하기 때문에 치료가 시작되기 전에 인간 조직의 빛 전파에 대한 고급 수학적 모델을 기반으로 한 컴퓨터 시뮬레이션이 수행됩니다. EB-PDT는 광범위한 수학적 시뮬레이션 없이 수행될 수 있지만, 마지막 두 가지 유형의 광역학 치료에서는 처방된 양의 빛이 종양의 다양한 부분에 전달되어 암세포를 죽이기에 충분한지 확인하기 위해 고급 수학적 시뮬레이션이 필요합니다. .

Simphotek은 미국 국립보건원(NIH)의 지원을 받아 고형암에 대한 시뮬레이션 연구 도구를 개발했으며 이를 Dosie™라고 합니다.

광역학 치료 과정의 특정 측면을 모델링할 수 있는 여러 시뮬레이션 방법이 있지만 완전한 암 치료 시뮬레이션에 필요한 모든 것을 다루지는 않습니다. 우리가 아는 한, Dosie는 암을 죽이는 세포 독성 물질인 일중항 산소를 생성하기 위한 빛 전달, 약물 및 분자 산소 상호 작용을 포함한 PDT 과정을 시뮬레이션하는 최초의 포괄적인 도구입니다. 암 치료는 복잡하며 방사선 치료와 마찬가지로 고급 컴퓨터 시뮬레이션이 필요합니다.

종양의 CT 스캔이나 MRI를 시작으로 종양과 그 주변의 상세한 3D 모델이 생성됩니다. 최첨단 3D 그래픽을 사용하여 Dosie는 icav-PDT 또는 I-PDT 치료 중에 의사에게 거의 실시간으로 치료 가시 광선 선량을 받는 종양 부분을 시각화하여 균일한 빛을 보장하도록 안내할 수 있습니다. 배달. Dosie 사용의 이점 중 하나는 기존의 광량뿐만 아니라 최첨단 PDT 용량(종양 내 약물 농도의 변화 포함) 및 일중항 산소 용량(종양 내 약물 농도의 변화 포함)도 추정할 수 있다는 것입니다. 암을 죽이는 물질의 양과 분포를 추정합니다. 가장 일반적인 유형의 PDT는 EB-PDT로, 이는 전 세계 PDT 시장의 대부분을 담당합니다. 전체 시장은 2031년 말까지 151억 달러 이상에 이를 것으로 예상되며, 2022년부터 2031년까지 연평균 성장률(CAGR) 13.5%로 발전할 것으로 예상됩니다(1).