До питання щодо підвищення ефективності фотодинамічної терапії пухлин на базі мультиспектральної лікувально-діагностичної установки

doi:10.26565/2076-0612-2018-25-06

В. В. Холин ПП «Фотоніка Плюс» http://orcid.org/0000-0002-0232-0230
В. С. Войцехович Інститут фізики НАН України http://orcid.org/0000-0002-6143-2478
Р. В. Егоров ПП «Фотоніка Плюс» http://orcid.org/0000-0002-6868-3288
В. И. Ивасенко ПП «Фотоніка Плюс» http://orcid.org/0000-0001-8140-9374
Н. Т. Петраш ПП «Фотоніка Плюс» http://orcid.org/0000-0002-5615-5816
Ю. А. Петрушко ПП «Фотоніка Плюс» http://orcid.org/0000-0002-7116-5991
О. Н. Чепурная ПП «Фотоніка Плюс» http://orcid.org/0000-0002-9942-5177
И. А. Штонь Інститут експериментальної патології, онкології і радіобіології іменi Р.Є.Кавецького НАН України http://orcid.org/0000-0002-9602-0457
С. В. Павлов Вінницький національний технічний університет http://orcid.org/0000-0002-0051-5560
Н. Ф. Гамалея Інститут експериментальної патології, онкології і радіобіології іменi Р.Є.Кавецького НАН України

DOI: https://doi.org/10.26565/2076-0612-2018-25-06

Ключові слова: фотодинамічна терапія, фотосенсибілізатор, волоконно-оптичний канал, оптичне випромінювання, щільність потужності, оксигенація, флуоресценція

Анотація

Пошкодження пухлинних клітин в результаті фотодинамічної терапії — багатоетапний процес, ефективність якого залежить від цілого ряду чинників, а особливо від властивості використовуваного фотосенсибілізатора і параметрів світлового опромінення забарвлених ним тканин. Проте, набутий десятиріччями досвід застосування фотодинамічної терапії в клініці свідчить про високу гетерогенність реакції пухлин на фотодинамічну терапію. Таким чином, є гостра необхідність у створенні апаратних комплексів, здатних в реальному часі реєструвати ефективність проведення фотодинамічної терапії за рахунок моніторингу її ключових параметрів, і по можливості автоматично коригувати схему проведення процедури, сприяючи створенню індивідуалізованого підходу в лікуванні новоутворень.

В роботі розглядається спосіб підвищення ефективності методу фотодинамічної терапії за допомо- гою розробки прототипу лікувально-діагностичної установки на основі поєднання принципів оптичного впливу і оптичної діагностики. Установка забезпечує можливість неінвазійного моніторингу кінетики накопичення фотосенсибілізатора в пухлинній зоні; визначення контрасту його накопичення відносно здорових тканин; контроль ступеня оксигенації пухлини на всіх етапах фотодинамічної терапії; а та- кож вплив на пухлину оптичним випромінюванням з довжиною хвилі, відповідного піку поглинання застосовуваного фотосенсибілізатора. Від значень цих параметрів головним чином залежить перебіг підсумкового каскаду цитотоксичних і запальних реакцій в пухлині і механізм відновлення пошкоджень після терапії.

Завантаження

##plugins.generic.usageStats.noStats##

Посилання

Benov L. Photodynamic therapy: Current status and future direction. Med. Princ. Pract. 2016;24(1):14-28.

Chin KK, Trevithick-Sutton CC, McCallum J, Jockusch S, Turro NJ, Scaiano JC, et al. Quantitative determination of singlet oxygen generated by excited state aromatic amino acids, proteins, and immunoglobulins. Journ Amer Chem Soc. 2008;130(22):6912-13.

Castano AP, Demidova TN, Hamblin MR. Mechanisms in photodynamic therapy: Part one - photosensitizers, photochemistry and cellular localization. Photodiagnosis Photodyn Ther. 2004;1:279-93.

Berg K, Selbo P, Weyergang A, Dietze A, Prasmickaite L, Bonsted A, et al. Porphyrin-related photosensitizers for cancer imaging and therapeutic applications. Journ of Microscopy. 2005;218 (Part 2):133-47.

Foster TH, Murant RS, Bryant RG, Knox RS, Gibson SL, Hilf R. Oxygen consumption and diffusion effects in pho- todynamic therapy. Radiat Res. 1991;126(3):296-303.

Seshadri M, Bellnier DA, Vaughan LA, Spernyak JA, Ma- zurchuk R, Foster TH, et al. Light delivery over extended time periods enhances the effectiveness of photodynamic therapy. Clin Cancer Res. 2008;14(9):2796–805.

Mroz P, Yaroslavsky A, Kharkwal GB, Hamblin MR. Cell death pathways in photodynamic therapy of cancer. Cancers (Basel). 2011;3(2):2516–39.

Oleinick NL, Morris RL, Belichenko I. The role of apoptosis in response to photodynamic therapy: What, where, why, and how. Photochem Photobiol Sci. 2002;1(1):1-21.

Гамалея НФ. Фотодинамическая терапия опухолей: От синицы в руках к журавлю в небе. Эксперимен- тальные и клинические аспекты фотодинамической терапии: Материалы научно-практического семинара с международным участием; 15-16 марта 2013. Чер- кассы: Вертикаль; 2013, с. 3–9.

Жорина ЛВ, Змиевской ГН, Семчук ИП, Филатов ВВ. Исследование влияния временных параметров ла- зерного излучения на характеристики фотодинами- ческой терапии. Медицинская техника. 2012;6:32-6.

Гольдман МП, редактор. Фотодинамическая терапия. Москва: Рид Элсивер;2010. 180 с.

Стратонников А, Меерович ГБ, Рябова АВ, Савелье- ва ТА, Лощенов ВБ. Использование спектроскопии обратного диффузного отражения света для монито- ринга состояния тканей при фотодинамической тера- пии. Квантовая электроника. 2006;36(12):1103–09.

Далидович АА, Марченко ЛН, Федулов АС, Труха- чева ТВ, Кривоносов ВВ, Зорина ГЕ, и др. Фотоди- намическая терапия «Фотолоном» миопической макулопатии. Минск: Парадокс;2012. 224 с.

Тучин ВВ. Оптическая биомедицинская диагностика В 2 томах. Том 1. Москва: Физматлит; 2007. 560 с.

Kholin VV, Chepurna OM, Shton’ IO, Voytsehovich VS, Pavlov SV, Gamaleia NF, et al. Methods and fiber optics spectrometry system for control of photosensitizer in tissue during photodynamic therapy. Photonics Appli- cations in Astronomy, Communications, Industry, and High-Energy Physics Experiments. 2016. Proc. SPIE. P.10031-10038; doi:10.1117/12.2249259.

Chepurna O, Shton’ I, Kholin V, Voytsehovich V, Pop- ov V, Pavlov S, et al. Photodynamic therapy with la- ser scanning mode of tumor irradiation. Optical Fi- bers and their Applications. 2015. Proc. SPIE 98161F; doi:10.1117/12.2229030.