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PBM요법

세 명의 유명한 의사가 광(光) 치료에 대해 언급했다.

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PBM(광생물 변조)은 수십년 동안 다양한 질병에 대해 임상, 연구되어 왔다. 아래 목록은 그중 일부 지표다.

Photobiomodulation 연구 (인체)

이러한 적응증 중 일부에 대해서는 체계적인 검토가 발표되었다. 표2는 140개 이상의 무작위 대조 연구 (RCT) 환자 6,500명을 대상으로 한 몇 가지 사례를 보여준다. PBM 요법이 만병을 치료하는 약이 될 수 있는가? 라는 의문이 있을 것이다. 분명한 사실은 PBM 요법은 질환을 직접적으로 치료하지 않는다는 것이다. 의약품처럼 특정 질병에 대해 직접적인 작용, 부작용이 없다.
PBM 치료의 생리학적 원리는 세포의 미토콘드리아의 사이토크롬 C 산화 효소(Cytochrome C Oxidase)를 활성화하는 과정에 NO 생성이 활발해지고, 이는 혈관 내피세포에서 생성된 NO가 혈관의 탄력성을 좋게함으로써 혈액순환을 촉진하는 결과를 만들어낸다.
또한 이 과정에서 ROS 생성으로 비정상적인 암 등 염증 세포와 바이러스를 공격하고, 더 많은 ATP를 만들어내 인체의 활력과 에너지 대사를 좋게 한다. 이 작용이 인체의 광범위한 질환에 큰 영향을 미치기 때문에 다양한 만성질환이 치료되는 결과를 만들어 낸다. 여기서 반드시 인식할 것은 국소용 PBM 치료가 아닌 전신 PBM요법일 때 최적의 결과를 얻을 수 있다는 것이다. 인체는 모두 연결되어 있기 때문에 인체 특정 부위가 아닌 전신을 다스려야 하는 이유다.

PBM 요법의 세포 변화에 대한 연구들은 다음과 같은 결론을 이야기한다. PBM 요법은 세포기능의 다양한 변화를 일으킨다 (Freitas & Hamblin 2016, Wang, et. al., 2017). 다음 표 (표 2)에서는 연구결과 품질에 대한 평가가 포함되어 있는데 B는 “보통 효과”를, C는 “약한 효과”를 나타낸다. 이 평가는 영국 코크란 도서관에서 사용하는 등급 점수와 같은 엄격한 기준에 근거하였다.

2014년에서 2020년 사이에 이러한 우수한 리뷰들이 많이 출판되었고, 현재 PBM (Photobiomodulation) 연구는 매우 빠른 속도로 축적되고 있으며, 전세계적으로 연간 약 500 여건의 새로운 연구 기사가 실리고 있다. 아마도 2022년까지 800여건의 새로운 연구 보고가 있을 것으로 보인다.

결론은 전신PBM (광 생물 변조)요법은 광범위한 만성질환 치료에 매우 유익하다는 것이 입증되고 있다는 것이다.

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과학적 문헌에서 적색광과 근적외선의 특정 파장대역의 세포 효능에 관한 중요한 예가 많다. 그 일부를 간략하게 제시한 아래 논문, FR 톰 스웨덴 예테보리 대학 자료다. 특정 파장대역의 근적외선과 적색광은 반복적으로 동물 연구에서 에너지 대사 및 염증 표지에 탁월한 영향을 미친 것으로 나타났다. 다음표 (표 1)는 이러한 결과 중 일부다.

에너지 대사 장애는 모든 종류의 만성 질환과 관련되어 있기 때문에 미토콘드리아 기능을 개선하기 위해서는 특정 파장 대역에 의한 PBM (광 생물 변조) 요법이 필수적이다. 한편, 원적외선의 유익한 효과에 대해 많은 이야기가 있지만, 적색광과 특정 파장 대역의 근적외선에 의한 PBM (광 생물 변조)’와 같은 메커니즘 및 치료 효과의 이점을 가지고 있지는 않다. 대부분의 적외선은 열을 많이 내는 사우나에 사용되고 있으며, 근적외선은 방출되지 않지만, 일부 회사들은 할로겐이나 적외선 열 램프를 이용, 근적외선이라고 단순 사우나 기능을 과장 홍보하기도 한다.

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자외선, 그리고 가시광선중 청색, 녹색, 적외선중 중, 원적외선은 피부 조직속으로 침투하지 못하고 피부의 바깥층에 머문다. 그러나 가시광선중 적색광 및 근적외선(760nm~1350nm)은 소위 광학창에 해당하기 때문에 이러한 파장은 조직속으로 깊이 침투한다 (참조). 휴대 전화 손전등을 손가락에 비춰보면 가시광선인 파란색, 녹색 및 주황색은 손가락을 투과하지 못하지만, 근적외선과 적색광만은 손가락을 관통하는 것을 볼 수 있다 (그림 1).

많은 연구에서 적색광 및 근적외선은 조직 내에서 중요한 생리적 변화를 유도하는 것이 증명되었다. 현대의 생리학 연구에 의하면, 세포 내부에서 근적외선과 적색광은 미토콘드리아 효소의 사이토 크롬 c 산화 효소(cytochrome c oxidase)를 활성화해 미토콘드리아 호흡과 산소 소비를 향상시킨다는 것이다 (Freitas & Hamblin 2016 , Wang et. al., 2017).

이러한 세포대사의 변화는 세포 기능의 다른 변화를 일으킨다고 보고되고 있다 (Prindeze et al., 2012).

PBM 치료에서 적절한 파장 대역과 광량 표적 세포(target cells) 또는 발색단(chromophore)에는 정확한 파장과 (광 생물학 제1 법칙) 파장 강도 (광 생물학 제2 법칙)이 매우 중요하다. 이 두 가지가 정확하지 않으면 최적의 흡수가 일어나지 않으며, 광 생물학의 첫 번째 법칙인 그로토스 드레퍼 (Grotthuss-Draper) 법칙은 흡수 없이는 반응이 일어나지 않는다는 것이다. 광자 강도(photon intensity), 즉 스펙트럼 조도(spectral irradiance) 또는 출력 밀도 (W/㎠)가 충분해야 한다.

그렇지 못하면 원하는 치료 효과를 얻을 수 없다. 그러나 강도가 너무 높으면 광자 에너지가 표적 조직에서 과도한 열로 변환될 수 있어 이 또한 바람직하지 않을 수 있다. 두 번째로 선량(dose) 또는 플루언시 (fluency)도 충분해야 하지만 (J/㎠), 출력이 너무 낮으면, 이상적인 에너지 밀도 또는 선량(dose)을 얻기 위해 조사 시간을 길게 하는 것은 치료에 바람직하지 않다.

왜냐하면 분젠-로스코어 (Bunsen-Roscoe) 호혜주의 법칙, 광 생물학의 두 번째 법칙은 낮은 출력 밀도에 대해서는 조직 침투가 어렵기 때문이다.
한편, 시중에 나와 있는 근적외선, LED 이름으로 판매되고 있는 많은 국소용 광 치료기 (우리나라에서는 국소용 치료기만 있음) 들은 광 생물학 법칙에 따른 PBM 치료기라고 할 수는 없다.
PBM 치료의 광 생물학 법칙을 엄격히 적용하려면 광원이 되는 소스가 범용이 아닌 치료 효과가 정확한 파장 대역의 소스를 이용한 광원(LED 또는 레이저)으로 제작, 사용되어야 하고, 치료 효과에 도달되는 정확한 출력과 최적의 효과를 산출해야 한다. 이는 제작 비용과 다양한 시험 연구 등으로 결코 쉬운 일이 아니기 때문이다.

단순히 레이저, LED 광원을 이용하였다고 하더라도 PBM 치료기라고 할 수는 없는 이유다.

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특정 파장 대역의 가시광선과 근적외선 조사가 치료 내지 건강에 유익한 증거가 될 만한 방대한 임상 연구논문이 몇십 년간 약 4,800여 건이 출간되었다. 많은 문헌에서 가시광선 적색광과 특정 파장 대역의 근적외선을 이용한 치료는 광 생물 변조 (photobiomodulation PBM) 요법이라고 한다. ‘광 생물 변조’ (photobiomodulation PBM) 라는 용어의 자세한 내용은 (참조).

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PBM이란 광 생물 변조 즉 Photobiomodulation을 줄인 말이며 이는 특정 파장 대역의 가시광선, 근적외선을 기반으로 인체 조직에 필요한 파장의 광원을 적절한 강도로 조사하여 조직을 변화시키는 것을 말한다. 과거에는 광 치료, 레이저 치료기, LLLT ( Low Level Laser Therapy)라는 명칭의 의료기기로 보급되어 병원에서 통증, 염증 완화 등에 주로 사용하였으나, 파장 대역과 조사 강도 등에 따라 질병 적응증, 치료 효과가 다른 점이 최근 연구 보고되면서 광 생물학 법칙을 더 세분하여 적용한 기준에 대한 명칭이 “Photobiomodulation”(PBM.광생물 변조)이란 용어이다. 이 용어는 미국 국립보건원 의학 학술정보 분류체계 MeSH (Medical Subject Heading)에 미래 치료수단의 주요 키워드로 2016년 말부터 등장한 주요 의학 용어이다. “PHOTO”는 빛을, “BIO”는 살아있는 조직을, “Modulation”은 변화를 의미한다. PBM 기술을 기반으로 한 요법의 큰 특징은 특정 파장 대역, 적절한 강도에 의한 광원 흡수로 모세혈관이 살아나고, 세포의 미토콘드리아에서 산화질소가 생성된다. 이로 인해 모세혈관의 탄력이 생기고 혈액순환 개선이 이루어지며, 그 결과로 세포에 영양소와 산소전달이 잘되어 균형적인 세포 재생이 이루어진다. 전신 PBM요법은 거의 모든 만성질환과 면역력 관리, 예방에 효과를 발휘한다. 즉, 심각한 질병은 물론이고 특별한 질병은 없지만, 노화나 면역력에 문제가 있는 사람까지…. 질환에 따라 전신 PBM요법은 치료 즉시 효과가 나타나는 경우가 많다. 또 전신 PBM 요법과 동시에 하는 분자 수소흡입요법은 상호 시너지 효과에 의해 치료 효과를 극대화할 수 있는 방법으로 대두되고 있다. 최근 코로나 19 바이러스 감염 불안이 증폭되고 있는데 몇몇 국가의 임상 연구에서 PBM요법이 코로나 19 바이러스 예방과 확진자 치료에도 효과가 증명되고 있는 듯이 광범위한 범위의 활용도가 특징이다. 아래 관련 연구 논문 기사를 참조하자.