직경 0.5 밀리미터 미만의 미세 종양을 찾는 나노 기술 Nanoparticles Show Quick and Easy Way to Target Cancer
연구자들은 미세한 종양을 빠르게 집에 넣을 수 있는 주입식 나노입자의 사용을 탐구해 왔습니다. 그것은 전통적인 영상 기술에 나타나지 않을지도 모르는 작은 종양의 조기 발견을 위한 길을 닦을 수 있는 새로운 기술입니다. IEEE 사물 인터넷 저널의 10월호에 발표된 한 연구에서, 한 팀은 더 적은 자원을 사용하면서도 암을 감지하는 나노입자를 종양으로 더 빨리 안내할 수 있는 방법을 찾았습니다.
세계보건기구(WHO)에 따르면 2023년 전 세계적으로 약 1,300만 명이 암으로 사망할 수도 있다고 합니다. 사망률을 줄일 수 있는 한 가지 중요한 방법은 질병을 조기에 발견하는 것이지만, 기존의 의료 영상 기술은 직경 0.5 밀리미터 미만의 미세 종양을 발견하는 것에 있어서 제한된 해결책을 제공합니다.
"나노 기술의 발전은 나노 입자의 작은 크기가 혈관 밖으로 유출되어 종양 내에 축적될 수 있는 이 문제를 해결할 수 있는 강력한 희망을 제공합니다."라고 청두에 있는 중국 전자 과학 기술 대학의 Yifan Chen 교수가 설명합니다.
그러나 암 부위에 충분히 축적되면서 환자의 몸에 효율적으로 분산시킬 수 있는 이러한 "나노수영 선수"를 개발하는 것은 어려울 수 있습니다. 과거의 연구들은 주입된 나노 입자의 0.7%만이 목표에 도달한다는 것을 보여줍니다.
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나노수영 선수들이 종양을 더 잘 목표로 할 수 있도록 돕는 두 가지 해결책이 있습니다. 첫 번째는 환자의 몸 밖에 가해지는 자기장을 이용하여 암이 의심되는 부위로 그들을 안내하는 것입니다. 이 접근법은 입자들이 몸을 통해 비교적 빠르게 이동하는 것을 도와주지만, 나노수영 선수들이 과정 내내 계속해서 감시되고 안내되어야 하기 때문에 많은 감시가 필요합니다.
또 다른 선택은 자율적으로 인체 내부를 움직이며 종양에 축적되는 화학적 경향을 가진 자주 나노수영기를 개발하는 것입니다. 예를 들어 산성 환경으로 끌도록 설계된 나노수영기는 건강한 조직보다 산성이 강한 경향이 있는 종양 쪽으로 끌리게 됩니다. 그러나 자율 나노수영기는 자기 유도 방식의 나노수영기보다 훨씬 느리게 움직이는 경향이 있습니다.
첸의 해결책은 종양을 목표로 하는 더 효율적인 방법을 위해 각 접근법의 장점을 결합하는 것입니다. 그의 팀은 암 쪽으로 끌리기 시작하는 반자율 나노수영 선수들을 제안하고 있습니다. 그들의 이론적 시나리오에서, 전체 무리의 속도와 집합 패턴은 나노수영 선수들이 모이는 곳의 일반적인 패턴을 보기 위해 때때로 측정됩니다. 이 정보를 사용하여 반자율 무리는 최적의 방향, 즉 종양 쪽으로 더 빠르게 자기적으로 안내될 수 있습니다.
연구에서, 연구원들은 시뮬레이션을 사용하여 이 "스팟 샘플링 기술"이 90% 더 적은 감시 자원을 사용하여 반자율 무리를 목표물로 조종하기에 충분히 정확한 데이터를 제공한다는 것을 보여줍니다.
"우리의 연구는 [우리의 반자율적인 접근법]을 사용함으로써 목표 효율이 0의 지침으로 비자율적인 나노 입자를 체내에 주입하는 기술에 비해 100배나 증가할 수 있다는 것을 증명했습니다."라고 Chen은 말합니다.
자기 유도 나노수영 선수들이 이미 존재하지만, 첸의 그룹은 반자율 함대 개발에 착수하고 있습니다. "우리는 개념 증명 동물 실험이 완료된 후 3년에서 5년 안에 이 기술의 상업화가 일어날 것으로 예상합니다."라고 첸은 자신의 팀이 여러 특허를 제출했다고 언급하며 말합니다. "우리는 또한 상업화 계획을 위해 중국의 여러 의료 기술 회사들과 의사소통을 하는 중입니다."
Nanoparticles Show Quick and Easy Way to Target Cancer
“Nanoswimmers” could reveal microtumors undetectable by traditional imaging
spectrum.ieee.org/nanoparticles-in-cancer-treatment
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