흰쥐의 직장과 방광에 X-선 조사와 마이크로파 온열요법의 효과에 관한 실험적 연구

An Experimental Study on the Effect of Combined X-ray and Microwave Hyperthermia on the Rectum and Urinary Bladder of Rats

온열요법은 암치료에 있어서 방사선과 병용하였을 때 상호보완 작용을 하여 방사선에 저항성이 높은 세포주기의 S-기에 민감하게 작용하며 세포의 준치사손상의 회복을 저지시킴으로써 방사선의 효과를 상승시킬 수 있다. 저자는 100Watt, 2450MHz의 마이크로파 온열기구를 제작하고 조직등가인 판톰을 이용하여 예비측정과 방열조사 조건 및 방법을 계획한 후 생물학적 반응을 관찰하기 위하여 흰쥐 102마리를 이용하여 온열요법, X-선조사 (6Gy-15Gy) 및 선 조사와 온열요법을 병행하여 직장과 방광의 조직학적 소견을 관찰하여 다음과 같은 결론을 얻었다. 1) 100Watt, 2450MHz의 소형마이코로파 온열발생장치로서 조직을 $40{\sim}50^{\circ}C$로 유지하여 1시간 이상 가열할 수 있었다. 2) 조직온열분포는 깊이 3cm, 직명 2-10cm의 넓이에 $40{\sim}44^{\circ}C$의 온도분포를 계속 유지할 수 있었다. 3) 온열요법 단독으로는 직장의 점막하층의 부종을 볼 수 있었으나 방광의 조직학적 변화는 볼 수 없었다. 4) 점막상피괴사는 직장에 X-선조사 6Gy의 15일군에서, 방광에 8Gy의 15일군에서 각각 나타나기 시작하였으며, 근층괴사는 직장에 X-선조사 8Gy의 15일군에서, 방광에 10Gy의 60일군에서 각각 나타났다. 5) X-선조사와 온열요법병행군에서 직장과 방광의 조직학적변화 (점막과 근층의 괴사)를 관찰하여 열증강율은 1.0으로 증가되지 않음으로서 직장과 방광의 내용선량의 변화가 없음을 시사하였다.

Hyperthermia can enhance the radiation effect as a synergistic reaction in combined X-ray irradiation and hyperthermia; hyperthermia sensitize radioresistant S-phase cells and inhibit cellular recovery from sublethal damage. We fabricated 100 watts, 2450 MHz microwave applicator for hyperthermia and planned the method and condition of heating and measured the temperature by using Agar phantom as a preliminary test. For biological examination, 102 rats were divided into 4 groups as hyperthermia, X-ray irradiation (6Gy-15Gy), combined X-ray and hyperthermia, and normal control groups. Microscopic examination of the rectum and bladder was done and the results were as followings: 1. The microwave generator with 100 watts, 2450MHz magnetron could be heating up to $40^{\circ}{\sim}50^{\circ}C$ for one hour in living tissue. 2. The thermal distribution in tissue equivalent phantom with microwave can be maintained at $40^{\circ}{\sim}44^{\circ}C$ in area of 3cm in depth and 2-10cm in diameter. 3. In Hyperthermia alone group, there was submucosal edema of the rectum but no histologic change in the urinary bladder was seen. 4. The minimal necrosis of the mucosa was appeared in the rectum and bladder after 15 days of 6 Gy and 8 Gy irradiation respectively. The minimal necrosis of the muscle layer of rectum and bladder was appeared after 15 days of 8Gy and 60days of 10Gy irradiation respectively. 5. In combined group of radiation and hyperthermia, thermal enhancement ratio (calculated at necrosis of mucosa and muscle layer) of rectum and bladder was 1.0, and it suggest that there is no change of tolerance dose of normal rectum and bladder.