중입자 가속기 항암치료 원리와 방법이 궁금합니다.

Question

항암치료는 보통 방사선이나 약물요법으로 하는 줄 알고 있었으나, 중입자가속기를 이용하여 치료한다는데 그 원리와 방법이 궁금합니다.

Answer 1

안녕하세요. 김경태 과학전문가입니다.

중이온층에서 생성된 중이온은 중이온 가속기를 통해 빠른 속도로 가속되어, 암세포를 향해 쏘아보냅니다. 중이온은 전자보다 훨씬 더 높은 질량을 가지고 있으므로, 암세포의 수명을 단축시키는 방사선 치료보다 훨씬 효과적으로 암세포를 파괴할 수 있습니다.

중이온 치료는 전통적인 방사선 치료와 비교했을 때, 암세포에 더 큰 에너지를 전달할 수 있으므로, 암세포를 더욱 효과적으로 파괴할 수 있습니다. 또한, 중이온 치료는 암세포를 파괴할 때 주변 조직에 덜한 손상을 초래하므로, 부작용이 적습니다.

하지만, 중이온 치료는 전통적인 방사선 치료에 비해 비용이 매우 비싸며, 치료를 위해 대형 중이온 가속기가 필요합니다. 또한, 중이온 치료는 전통적인 방사선 치료보다 치료 시간이 길어지므로, 환자들은 일정 기간 동안 치료를 받아야 합니다.

Answer 2

안녕하세요. 김태헌 과학전문가입니다.

중입자 가속기는 현재 국립암센터에서 시행되고 있는 양성자 치료와 유사합니다.

양성자 치료나 중입자 치료는 피부 근처에는 에너지를 전달하지 않고

몸 속 깊은 종양에 에너지를 전달하고 종양을 지나서는 에너지가 사라집니다.

종양 바로 가까이에 중요한 장기가 있을 경우 장기에 손상을 주지 않는 장점이 있습니다.

양성자 치료의 경우 치료 효과는 기존의 X-선 치료와 비슷하고,

부작용은 비슷하거나 더 적은 것으로 보고되고 있습니다.

모든 종류의 암에 양성자 치료가 꼭 필요한 것은 아니며,

치료할 부위 바로 옆에 중요 조직이 있는 경우 (예를 들어 눈에 생긴 종양)

부작용을 더 줄일 수 있다는 점에서 선택되어야 합니다.

중입자 치료는 양성자 치료보다 암세포 파괴력이 3-4배 정도 더 크며,

방사선 치료에 저항성을 보이는 저산소 상태의 세포에 대해서도 살상력이 보다 높다고 알려져 있습니다.

Answer 3

안녕하세요. 김학영 과학전문가입니다.중입자가속기를 이용한 항암치료는 전통적인 방사선치료와는 다른 방법으로, 핵물리학적인 원리를 기반으로 합니다. 일반적인 방사선치료는 X선이나 감마선과 같은 전자기파를 이용하여 암세포를 파괴하지만, 중입자가속기를 이용한 항암치료는 전자기파 대신에 중성자를 이용하여 암세포를 파괴합니다.

중성자는 전자와 양성자로 구성된 원자핵에서만 발견되는 무전하 입자로, 전자와는 다르게 전기적인 충돌이나 방해를 받지 않기 때문에 물질 내에서 자유롭게 이동할 수 있습니다. 이러한 특징 때문에 중성자는 암세포 내부까지 침투하여 핵 안에 있는 DNA를 파괴하는 데에 효과적입니다. 또한, 중성자는 전자기파에 비해 깊이가 깊고 암세포 내부까지 침투할 수 있기 때문에 전통적인 방사선치료보다 더 깊은 암조직까지 치료할 수 있습니다.

중입자가속기를 이용한 항암치료는 대부분의 경우 방사선치료와 비슷한 방법으로 진행됩니다. 중입자가속기는 중성자를 가속하여 특정 방향으로 쏘아보내는 장치로, 암세포가 집중된 부위에 방사선을 조준하는 역할을 합니다. 중성자가 물질과 충돌하면서 일어나는 핵 반응 과정에서 발생하는 중성자와 함께 방사성 동위원소도 생성되어 암세포를 파괴합니다.

중입자가속기를 이용한 항암치료는 방사선치료와 비교하여 부작용이 적은 것으로 알려져 있으며, 특히 뇌종양 치료에 효과적입니다. 하지만 중입자가속기를 이용한 항암치료는 전통적인 방사선치료보다 많은 비용이 들어가는 단점이 있습니다.