Theranostics, a combination of therapy and diagnosis, is a precision medical technology developed through the fusion of molecular imaging and medical technology, it is recognized as one of the promising future medical technologies because one nanoparticle can simultaneously acquire the imaging of the diseased part, the real-time tracking of a drug, and the excellent target treatment effect at the same time. Since the concept of theranostics has been established, a theranostic nanoplatforms consisting of various types of organic and inorganic molecules have been developed. Among them, near-infrared (NIR) fluorescent dyes composed of organic molecules are emerging as one of the ideal materials for theranostic nanoplatform development due to their low toxicity and unique optical properties. The use of NIR light that does not interfere with autofluorescence from living tissue and has excellent tissue permeability, not only enables accurate imaging of the disease site but also enables photodynamic and photothermal therapies using energy transfer that occur in the absorption and emission of light from NIR dyes. Furthermore, research has been recently conducted to develop a method of maximizing the effect of the optical treatment by simplifying the complexity of the theranostic nanoplatform by direct chemical modification of the NIR dye. In accordance with these research trends, this thesis aims to form the NIR dye-based drug delivery through the chemical modification of the heptamethine cyanine dye, one of the NIR dyes, and to discuss the structural properties and therapeutic effect of this delivery system. According to these research trends, this thesis aims to form a NIR dye-based drug delivery system through the chemical modification of heptamethine cyanine dye, one of the NIR dyes, and discuss its structural characteristics and therapeutic effect.
치료와 진단의 합성어인 테라노스틱스는 분자영상과 의과학기술의 융합을 통해 발전된 정밀의학기술로써, 하나의 나노 입자를 통해 질병 부위의 영상화와 약물의 실시간 추적 그리고 탁월한 표적 치료 효과를 동시에 얻을 수 있어 유망한 미래 의학 기술 중 하나로 인식되고 있다. 테라노스틱스라는 개념이 정립된 이래로, 다양한 형태의 유기와 무기 분자로 이루어진 테라노스틱 나노플랫폼이 개발되었다. 그 중에 유기 분자로 이루어진 근적외선 형광염료는 낮은 독성과 독특한 광학적 성질로 인해 테라노스틱 나노플랫폼 개발의 가장 이상적인 기초 물질 중 하나로 떠오르고 있다. 생체 조직의 자가형광의 간섭이 없고 탁월한 조직 투과 능력을 가진 근적외선 빛을 이용하는 방법은 질병 부위의 정밀한 영상화가 가능하게 했을 뿐만 아니라, 근적외선 염료의 빛의 흡수와 방출 과정에서 발생하는 에너지 전이 현상을 이용한 광역학 및 광열 치료를 가능하게 했다. 나아가 최근에는 이 근적외선 염료의 직접적인 화학적 변형을 통해 테라노스틱 나노플랫폼의 복잡성을 단순화하며, 광치료 효과를 극대화하는 방법을 개발하는 연구도 진행되었다. 이런 연구 동향에 따라, 본 학위 논문에서는 근적외선 염료 중 하나인 햅타메틴 싸이아닌 염료의 화학적 변형을 통해 근적외선 염료 기반 약물 전달체를 형성하고, 그 구조적 특성과 치료 효과에 대해 다루고자 한다.
