초음파 역학 치료 (Sonodynamic therapy, SDT)는 초음파 (ultrasound, US)에 반응하여 활성산소종 (ROS)을 생성하여 암세포의 세포 사멸을 유도하는 새로운 암 치료 방식이다. SDT는 표적 치료가 가능하다는 점과 부작용을 최소화하는 효과적인 종양 치료로 전 세계적인 관심을 받고 있다. 특히 세포 에너지 대사와 세포 증식을 조절하는 미토콘드리아를 표적으로 하는 것은 SDT 효능을 향상시키는 데 매우 효과적인 전략이다. 본 연구에서는 효율적인 초음파 역학 암 치료를 위해 소노감작제 (sonosensitizer)가 탑재된 나노 전달체 (nanocarrier)를 개발하였다. 소노감작제인 Chlorin e6 (Ce6)는 효율적인 미토콘드리아 표적 SDT를 위해 미토콘드리아 표적 tryphenylphosphonium (TPP)과 결합되었다. TPP가 결합된 Ce6 (T-Ce6)는 Ce6에 비해 암세포에서 더 높은 미토콘드리아 흡수 효율을 보여주었다. 다른 약물 전달체보다 독성이 약한 polysorbate의 일종인 Tween80 (T80)을 사용하여 T-Ce6가 탑재된 나노 전달체를 준비하였다. Piperlongumine(PL)을 나노 전달체에 함께 탑재하여 암세포에서 과도한 ROS 생성을 유도하여 SDT 효능을 향상시켰다. 특히, T-Ce6가 탑재된 T80 나노 입자는 T-Ce6 단독 사용에 비해 상당히 높은 세포 흡수 효율을 보이며 미토콘드리아 흡수 효율 또한 증가시켰다. 또한, 초음파에 반응하여 ROS를 생성하면서 동시에 PL을 사용하여 암세포에서 과도한 ROS 생성을 통해 SDT의 효능을 향상시킬 수있다. T80(T-Ce6/PL) NP에서 PL은 정상 세포에 비해 암세포에서 높은 독성을 보임을 통해 암세포에 대한 PL의 선택성을 확인하였다. 그러나 SDT의 효능은 암세포의 특징적인 저산소 종양 미세환경에 의해 제한된다. 종양 저산소증을 완화하기 위해 종양 내인성 과산화수소(H₂O₂)와 반응하여 산소(O₂)를 생성하는 이산화망간 나노 입자(MnO₂ NP)를 활용하였다. MnO₂ NPs는 MCF-7 세포 내에서 O₂ 생성 수준을 크게 증가시켰고, 저산소 환경의 암세포에서 T-Ce6에 의한 ROS 생성 효율을 크게 높였으며, 높은 세포독성을 나타냈다. 이 연구는 효율적인 SDT를 위해 미토콘드리아를 표적으로 하는 TPP와 결합된 Ce6를 탑재하는 T80 및 MnO₂ 나노 입자의 효능을 조사하였다.