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목적 : Sonoporation 을 적용했을 때, 각막의 장벽 기능의 변화 및 그에 따른 fluoroquinolone계 약물의 각막 투과도의 변화 양상을 이광자 현미경을 이용하여 분석하고, 이를 어떻게 임상에 적용시켜 활용할 수 있는지를 연구하고자 하였다.
방법 : 정상적으로 적출된 마우스 각막 층의 구조를 이광자 현미경으로 관찰하고, sonoporator를 1.5 W/cm2, 2.0 W/cm2, 3.0 W/cm2 강도로 각 5분씩 처리한 후 ex vivo 상태에서 각막 상피 구조 변화를 일으키는 역치를 추정하였다. 마우스 정상 각막에 gatifloxacin, besifloxacin을 처리하여 항생제에 따른 각막 침투 범위와 깊이를 관찰하였다. 약물 처리된 각막에 역치값을 참고하여 각각 1.5, 1.7 W/cm2 세기의 sonoporation을 가한 후, 항생제의 각막 침투 정도를 관찰하여 sonoporation 전과 비교하였다. 살아있는 마우스에서 gatifloxacin을 처리한 후 1.3 W/cm2 세기의 sonoporation을 가하여 변화를 살펴보았다.
결과 : 정상 마우스 각막 상피의 가장 상층을 손상시키나 상피 세포층을 완전히 파괴하지 않는 Sonoporator 역치는 1.5~2.0 W/cm2로 추정하였다. 정상 각막에 항생제를 처리하면 각막 표면에만 약물 형광이 나타났지만, gatifloxacin과 sonoporation(1.5 W/cm2)을 동시 처리한 경우 각막 상피세포층 전체에서 gatifloxacin 형광이 증가했다. Besifloxacin을 sonoporation과 동시 처리했을 때 상피 내부의 약물 형광이 증가하였으나, gatifloxacin에 비해 침투 깊이나 정도가 약했다. In vivo 실험에서 마우스 각막 상피 손상 역치는 1.3 W/cm2 이었으며, gatifloxacin을 점안하고 sonoporation 전후를 비교했을 때, ex vivo 와 비슷한 결과를 보였다.
결론 : 본 연구는 ex vivo 및 in vivo 상태의 마우스 각막에서 진행된 연구로, fluorouqinolone계 안과 점안 약물의 각막 상피 투과도 향상을 위해 sonoporation이 효과적으로 쓰일 수 있음을 보여주었다. In vivo 에서도 ex vivo 와 유사한 양상으로 sonoporaiton 후 gatifloxacin의 투과도가 증가하였다. 이광자 현미경은 이러한 결과들을 비침습적인 방법으로 영상화하는데 우수한 방법이 될 수 있다.
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