레이저 유도 충격파를 이용한 첨단 약물전달시스템 개발 (New Drug Delivery System Based on a Laser-Induced Shockwave)

서지정보

· 발행기관 : 대한기계학회
· 수록지 정보 : 대한기계학회논문집 B / 34권 / 1호 / 67 ~ 71페이지
· 저자명 : 한태희, 이현희, Ardian B. Gojani, 여재익

초록

1 GW/cm2 이상의 고강도의 레이저 빔을 얇은 금속 호일의 한 점에 집중시키면, 레이저 삭마현상에의해 발생된 충격파가 금속 호일 안으로 전파하게 된다. 이 충격파는 금속 호일의 반대 면에서 팽창파로반사되고, 그 과정에서 금속 호일에 급격한 변형이 일어난다. 이 때, 금속 호일의 반대 면에 미세한 마이크로단위 크기의 입자들을 코팅하면, 금속의 순간적인 변형으로 인해 입자들이 큰 운동량을 얻으며 가속되어빠른 속도로 튕겨져 나가게 되는데 이것이 바이오리스틱 약물 전달의 원리이다. 이번 연구에서는바이오리스틱 시스템의 제어성, 안정성, 효율을 향상시키고자 컨파인 조건을 변화시키며, 인체의 연한 조직을모사하는 3% 젤라틴 용액으로의 침투 모습을 파악하였다. 사용한 컨파인 매질은 BK7 유리, 물, 그리고초음파젤(RHAPAPHRM Co. Ltd)이다. 실험결과, 컨파인 매질과 그 두께를 조절함으로써 마이크로 입자들의침투 양상을 제어할 수 있음을 확인하였다.

영어초록

Impingement of a high power laser pulse (above 1 GW/cm2) on a metal foil causes its ablation, which is characterized by a rapid expulsion of matter and the initiation of a strong shock wave inside the solid metal. The shock propagates through the foil and reverberates on the rear side, causing its deformation and microparticle ejection, which were deposited on the foil prior to ablation. Based on this principle, we are developing a new drug delivery system -Biolistic gun. Current study is focused on the controllability, stability, efficiency of the system, and characterization of the penetration shapes in various conditions. We have tested the system by applying direct and confined ablation.
Several different media combinations were used for confinement-BK7 glass, water, BK7 glass with water, and succulent jelly(ultrasono jelly, RHAPAPHRM). Biological tissue was replicated by a 3% gelatin solution. Present data shows that the confinement results in enhancement of penetration shape reached by 5 um cobalt microparticles. Based on the analysis of the experimental results we observe that the penetration shape of microparticles can be controlled by adjusting the thickness of confinement media.

참고자료

· 없음