동맥경화증의 플라즈몬 나노광열 요법 (NANOM-FIM)

심혈관 질환(CVD)은 전 세계적으로 장애와 사망의 주요 원인 중 하나입니다. 근본적인 원인은 일반적으로 죽상동맥경화증이며, 보다 특히 중요한 동맥에서 죽상경화반의 혈전성 파열입니다. 허혈성 심근으로의 혈류 회복은 CVD 환자 치료의 최우선 목표로 확립되었습니다. 일부 현대 혈관 성형술 기술은 일반적으로 플라크의 형태를 조작할 뿐이며 일부 임상 및 기술 제한, 상대적으로 높은 합병증 비율 및 재협착 위험이 있습니다.

현재 진료에서 가장 일반적인 기술은 스텐트를 이용한 혈관성형술과 CABG 수술(다혈관 질환 환자용)입니다. 실제로 풍선 혈관성형술과 스텐트 시술은 치태의 형태를 관리하고 부위에서 흘러나오는 치태 잔여물이라는 큰 문제를 일으키지 않는다. 선택적 스텐트 이식의 역할이 정립되면 다음 목표는 아급성 스텐트 혈전증(우선 약물 용출 스텐트 사용)과 신생 내막 비대증(베어 메탈 스텐트)의 합병증을 약리학적 및 물리적 수단을 통해 극복하는 것이었다. . 해결되지 않은 문제 중 연구자는 보호되지 않은 좌주관상동맥의 협착, 다혈관 질환, 당뇨병, 여전히 다소 높은 스텐트 내 재협착률이 있는 환자의 제한 사항을 설명할 수 있으며, 용기, 생분해성 스텐트 개발. 스텐트 삽입에 대한 물리적 장애물 중에서 조사관은 죽상경화성 플라크 축적이 여러 가지 다른 형태로 존재할 수 있음을 알 수 있습니다. 플라크는 상당히 단단하고 비늘 모양이거나 더 지방이 많고 유연할 수 있습니다. 더욱이, Santa-Barbara(2009)의 동료들과 함께 Peters D. 박사는 표적 요소, 형광단 및 원하는 경우 동일한 입자에 약물 성분을 포함하는 새로운 모듈식 다기능 미셀에 대한 자체 데이터를 발표했습니다. 고지방식이를 먹인 ApoE-KO 생쥐에서 죽상동맥경화반을 표적으로 하는 것은 응고된 혈장 단백질에 결합하는 펜타펩티드 시스테인-아르기닌-글루탐산-리신-알라닌으로 달성되었습니다. 형광 미셀은 플라크의 전체 표면에 결합하며, 특히 플라크의 어깨 부위에 집중되어 파열되기 쉽습니다. 그들은 또한 표적 미셀이 출혈 합병증 및 죽종형성을 감소시킬 수 있는 비표적 미셀과 비교하여 증가된 농도의 항응고제 hirulog를 플라크에 전달한다는 것을 보여줍니다.

더욱이, 스타틴 약물이 플라크 퇴행이라고 하는 관상 동맥 벽의 죽상경화성 플라크의 부피를 감소시키는 능력이 많은 주목을 받았습니다. 스타틴은 콜레스테롤을 낮추고 생존율을 향상시키는 놀라운 기록을 가지고 있습니다. 저밀도 지단백 콜레스테롤(LDL-C) 수치를 낮추는 것 외에도 종종 다발성 효과로 통칭되는 다양한 다른 작용도 있습니다. JUPITER(2003), REVERSAL(2004), PROVE IT(2004), ESTABLISH(2004) 및 ASTEROID(2006) 임상시험에서 HDL 상승을 동반한 집중 스타틴 요법 후 낮은 LDL 수치가 퇴행하거나 부분적으로 역전될 수 있음이 밝혀졌습니다. 관상 동맥의 플라크 축적. 연구 결과는 죽종의 다양한 구성 요소가 의료 요법으로 치료에 다르게 반응하고 반응할 가능성이 있는 플라크를 표적으로 삼는 데 사용될 수 있음을 시사합니다. 따라서 지질 풀, 세포 이동 형태의 염증 반응, 체액 물질 방출 및 부종은 여전히 ​​약물 요법의 대상이 될 가능성이 가장 높습니다. 그러나 예를 들어 섬유 조직, 광물 퇴적물 및 기저 물질은 대사 조작에도 불구하고 비가역적인 것처럼 보입니다.

죽상동맥경화반을 해결하기 위해 열을 가하는 것(레이저 기술, 플라크의 전기외과적 제거 또는 무선 주파수 스파크 사용 등)을 활용하는 수많은 장치가 최근에 설명되었습니다. Plasmonics는 의학에서 새로운 침습적 접근 방식이며, 금속 나노입자는 일반적으로 금인 얇은 금속 껍질로 덮인 유전체 코어로 구성된 새로운 유형의 광학 활성 복합 구형입니다. 나노입자에 근적외선 레이저를 조사하면 에너지를 흡수하고, 이는 비방사성 이완을 통해 열과 그에 수반되는 효과로 빠르게 전달되어 결국 조직의 회복 불가능한 손상을 초래합니다. 종양학에서 금속 나노입자는 종양 조직에서 표적 플라즈몬 광열 요법(PPTT)의 새로운 수단을 제공하여 주변의 건강한 조직에 대한 손상을 최소화할 수 있습니다. 그러나 이 접근법은 오늘날 혈관성형술의 잠재력이 큰 심장학에서는 사용하지 않습니다. 그러나 나노 기술의 효율성은 복잡한 생물학적 환경에서 나노 입자와 레이저 광 펄스 또는 연속파 사이의 열적 상호 작용에 대한 현재 이해의 격차로 인해 제한됩니다. 중간 정도의 에너지 펄스를 사용하더라도 조사는 나노입자의 용융, 증발 및 조각화를 유발할 수 있습니다. 이러한 사건은 의도된 치료 효과를 크게 변경하고 수증기 거품뿐만 아니라 음파 및 충격파의 형성으로 이어질 수 있습니다. 하지만 마지막 단점은 치료의 목적에 따라 장점이 될 수 있습니다. 따라서 이 연구는 플라즈모닉스의 역사에 새로운 장을 열었습니다.

연구자들은 플라즈몬 죽상파괴술과 같은 혈관성형술을 위한 새로운 기술의 강력한 임상 기회, 효능 및 안전성을 확인하기 위해 이 연구를 설계했습니다. 연구자들은 다음과 같은 연구 질문을 도출했습니다. 1) 최소한의 합병증으로 플라크를 플라즈몬적으로 완전히 파괴하는 것이 가능합니까? 2) 스텐트 시술과 비교할 때 다양한 접근 방식에 대해 일반적인 안전 수준은 어느 정도입니까? 3) 줄기 세포 또는 자기장과 같은 다양한 전달 기술의 장단점은 무엇입니까? 4) 죽상동맥경화증 관리를 위해 이식된 중간엽 CD73+CD105+ 줄기전구세포의 의미는 무엇인가? 5) 플라즈몬 나노광열 요법(PPTT)이 스텐트 시술의 대안이 될 수 있습니까?

플라즈마 광열 요법(PPTT)은 플라크의 양을 잠재적으로 줄일 수 있습니다. PPTT는 표적 조직의 돌이킬 수 없는 연소, 세포 세포질 및 세포외 기질의 증기 버블링 및 후속 조직 분해, 가능한 플라크 살해 메커니즘으로서 음향 및 충격파의 파괴적인 효과로 죽상동맥경화성 플라크 조직을 녹입니다. NP는 유기체에 절대적으로 안전하지만 전체 동역학은 대부분 알려지지 않았습니다. 효능과 안전성이 가장 낮은 가장 위험한 접근 방식은 줄기 세포 기반 접근 방식과 비교할 때 미세 기포와 함께 NP를 전달하는 것입니다. 간엽줄기세포는 항염증, 세포사멸억제, 플라크 분해를 유도하는 다중 대사 효과와 같은 많은 유익한 특성을 가진 국소 전달 시스템으로서 적절한 효과를 가지고 있습니다. 따라서 PPTT는 스텐트 시술의 대안이 될 수 있습니다.

잠재적인 문제 중에서 조사관은 1) 이들 나노입자를 플라크(줄기 세포, 표면 항체가 있는 호분 미세기포(국소 전달 시스템)로 직접 전달하는 기술, CABG 또는 PCI); 2) 플라크의 섬유질 덮개(나노입자가 내피 표면에 부착하는 역할)의 파괴로 인해 열 부위에서 급성 치명적인 죽상혈전증의 위험이 높음; 3) 국소적 및 전체 유기체에서의 나노파괴의 장기 효과(서로 다른 기관에서의 축적의 분포 및 효과); 4) 이 효과의 메커니즘(플라즈몬 미세 폭발 및 조직 연소, 세포질 및 세포외 조직의 증기 버블링으로 인한 세포 용해, 파괴적인 음향 및 충격파); 5) 주변 조직의 화상 및 혈관 천공을 방지하기 위한 최적의 생물물리학적 매개변수 및 나노폭발에 필요한 에너지 수준; 6) 플라즈몬 손상은 돌이킬 수 없으며, 이는 연구자가 줄기 세포 사용과 같은 혈관 복원을 위해 다른 생명 공학과 결합해야 함을 의미합니다. 7) 최적의 줄기 세포 유형(소스, 기원, 분화 수준, 잠재력, 특성).

따라서 현재의 저침습 접근법(스텐트, 스타틴 약물 등, 레이저, 전기 수술 장치)의 단점은 다음과 같습니다.

• 심장의 이물질
• 신생 내막 증식증을 포함한 재협착증(서로 다른 기원의 외래 및 순환 줄기 전구 세포가 관련됨)
• 치명적인 급성 또는 아급성 죽상혈전증의 위험('스텐트 내' 아급성 죽상혈전증 포함)
• 비병원성 - 플라크를 역전시키거나 현저하게 퇴보시킬 수 없음
• 리모델링 및 석회화에 영향 없음(필요한 리모델링 제한)
• 일부 그룹(다혈관 질환, 좌측 주 CAD, 진성 당뇨병, 중증 CAD 등)에 대한 임상적 제약이 있는 반면, CABG는 매우 충격적인 절차입니다(솔루션 - MICS, 내시경 정위 수술의 성과 포함). 중증 또는 고위험 환자의 담당 접근법

연구된 접근법의 단점:

• 특송기법의 필요성
• 동맥의 기능상실 - 돌이킬 수 없는 전 섬유화 손상 - ​​조직 회복을 위한 또 다른 임상적 관리의 필요성 - 줄기세포를 이용한 회복 요법의 필요성
• (취약한) 플라크의 파열로 인한 급성 치명적 죽상혈전증의 위협
• 플라그의 비유기물 부분을 치료할 수 없음 - 특수치료의 필요성 - 줄기세포
• 강력한 해로운 부작용의 피해 - 증기 버블링(세포의 후속 용해와 함께 세포질 및 ECM의 비등, 프로-아폽토시스 캐스케이드의 도발), 조직 내 나노쉘의 플라즈마 생성 레이저 관련 폭발로 인한 음향 및 충격파
• 불규칙한(제어할 수 없는) 가열 - 관심 부위의 주변 조직이 38-39°까지 온도에 도달할 수 있습니다. 그러나 화상 부위의 최종 온도는 약 50-180C(소작/화상/용해 효과)가 될 수 있으며 조직의 섬유화 효과를 따릅니다.