Автореферат и диссертация по медицине (14.01.13) на тему: Интерстициальная фотодинамическая терапия злокачественных новообразований с фотосенсибилизатором "Фотолон" в эксперименте и клинике
Автореферат диссертации по медицине на тему Интерстициальная фотодинамическая терапия злокачественных новообразований с фотосенсибилизатором "Фотолон" в эксперименте и клинике
СКУГАРЕВА Ольга Александровна
ИНТЕРСТИЦИАЛЬНАЯ ФОТОДИНАМИЧЕСКАЯ ТЕРАПИЯ ЗЛОКАЧЕСТВЕННЫХ НОВООБРАЗОВАНИЙ С ФОТОСЕНСИБИЛИЗАТОРОМ «ФОТОЛОН» В ЭКСПЕРИМЕНТЕ И КЛИНИКЕ
14.01.13 - лучевая диагностика, лучевая терапия
АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата медицинских наук
Работа выполнена в Учреждении Российской академии медицинских наук -Медицинский радиологический научный центр РАМН
Научный руководитель: доктор медицинских наук, профессор
КАПЛАН Михаил Александрович
Официальные оппоненты: доктор медицинских наук, профессор
ГУЛИДОВ Игорь Александрович,
доктор медицинских наук, профессор
ПАНЬШИН Георгий Александрович
Ведущая организация: ФГУ Государственный научный центр
лазерной медицины ФМБА России
Защита состоится 28 декабря 2010 года в 11.00 часов на заседании диссертационного совета Д 001.011.01 при Учреждении Российской академии медицинских наук - Медицинский радиологический научный центр РАМН по адресу: 249036, г. Обнинск Калужской обл., ул. Королева, д. 4.
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Медицинского радиологического научного центра РАМН.
Автореферат разослан « ¿) » ноября 2010 г.
Ученый секретарь диссертационного совета
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Органосохраняющее лечение злокачественных новообразований является важной современной концепцией экспериментальной и клинической онкологии. Одним из перспективных методов является фотодинамическая терапия (ФДТ) (Каплан М. А. и др., 2009; Странадко Е. Ф. и др., 2009; Цыб А. Ф. и др., 2009; Якубовская Р. И. и др., 2009).
Хорошо известны основные достоинства ФДТ: способность полного разрушения опухоли при минимальном повреждении окружающих здоровых тканей, сохранение функции органа, возможность повторных сеансов и хорошие косметические результаты, отсутствие токсических и иммунодепрессивных реакций.
ФДТ основана на способности специальных химических веществ (фотосенсибилизаторов) накапливаться в опухолевой ткани и под воздействием кванта света определенной длины волны вызывать фотохимические реакции, приводящие к гибели опухолевых клеток (Странадко Е. Ф., 2000; Цыб А. Ф. и др., 2009; Dougherty Т. J., 1998; Huang Z. et al., 2008).
На сегодняшний день ФДТ широко используется при лечении рака кожи (Странадко Е. Ф. и др., 1997; Каплан М. А. и др., 2000; Соколов В. В. и др., 2007; Amini S. et. al., 2010) и пищевода (Филоненко Е. В., 2006; Chen М. et. al., 2006; Gross S. A., Wolfscn H. С., 2010). Нередко объектом лечения становятся опухоли верхних дыхательных путей, головы и шеи (Вакуловская Е. Г. и др., 2006; Петровский В. Ю. и др., 2006; Рагулин Ю. А. и др., 2009; Biel М., 2006; Rigual N. R. et. al., 2009; Schweitzer V. G., Somers M. L„ 2010). !
Несмотря на довольно широкое использование, одним из главных ограничивающих факторов применения фотодинамической терапии при лечении онкологических заболеваний является недостаточная глубина проникновения светового излучения (0,8 - 0,9 см). Поэтому возможности дистанционной ФДТ крупных узловых форм опухолей кожи и слизистых, а также опухолей, расположенных подкожно и в мягких тканях, значительно ограничены (Филинов В. Л., 2004; Karrer S. et. al., 2001). Для реализации фотодинамического эффекта в данном случае целесообразно использование внутритканевого (интерстициального) облучения, что позволит увеличить глубину проникновения лазерного излучения и улучшить результаты лечения (Lou Р. J. ct. al., 2004; Jager Н. R. et. al., 2005; Biel M., 2006; Jeijes W. et", al., 2009).
При проведении интерстициальной ФДТ обычно используют световоды с цилиндрическим диффузором на конце, которые вводят в толщу опухолевой ткани, после чего проводится облучение (Volg Т. J. et. al., 2004; Hung Z. et. al., 2008). При этом использование диффузоров различной длины, и/или одновременное использование нескольких диффузоров позволяет облучать
образования гораздо большего объема, чем при использовании дистанционной ФДТ.
В настоящее время известны возможности применения интерстициапьной ФДТ при лечении рака поджелудочной железы (Bown S. G., 2002), периферического рака легкого (Okunaka Т., 2004), рака предстательной железы (Selman S., 2007; Trachtenberg J. et al., 2008; Moore С. et al., 2009), метастатического поражения печени (Vogl Т. J., 2004), рака молочной железы (Филинов В. Л., 2004).
Вместе с тем, недостаточно информации об оптимальных параметрах воздействия, дозе лазерного излучения, расстоянии между диффузорами при проведении интерстициальной ФДТ с фотосенсибилизаторами (ФС) хлоринового ряда. Отсутствует информация о морфологических изменениях в опухолевой ткани после проведения внутритканевого облучения, нет данных о значении термического компонента при проведении интерстициальной ФДТ с ФС хлоринового ряда.
Таким образом, проблема использования интерстициальной фотодинамической терапии остается недостаточно изученной.
Разработать методику и оценить эффективность интерстициальной фотодинамической терапии с фотосенсибилизатором «Фотолон» в экспериментальных условиях и клинике.
1. Разработать методику интерстициальной ФДТ с ФС «Фотолон» (определить оптимальную длину диффузора, количество диффузоров, их расположение в опухолевой ткани и относительно друг друга).
2. Установить оптимальные параметры лазерного воздействия при проведении интерстициальной ФДТ.
3. Оценить эффективность интерстициальной фотодинамической терапии экспериментальной опухоли саркомы М-1.
4. Исследовать морфологические изменения в зоне фотодинамического воздействия после проведения интерстициальной ФДТ.
5. Провести термометрию во время сеанса интерстициальной ФДТ с использованием различных режимов облучения.
6. Оценить эффективность интерстициальной ФДТ при лечении рака кожи у пациентов.
Научная новизна работы.
В работе впервые дана экспериментальная оценка эффективности интерстициальной ФДТ при лечении опухолей различного объема, сформулированы методические подходы по планированию лечения с
использованием отечественного оборудования и ФС *Л>отолон>\ В экспериментальных условиях проведены морфологические исследования тканей после интерстициального воздействия с ФС «Фотолон». Показана эффективность интерстициальной ФДТ при лечении больных раком кожи как в самостоятельном варианте, так и в сочетании с дистанционным облучением.
Практическая значимость работы.
Полученные экспериментальные данные служат научным обоснованием применения интерстициальной ФДТ в лечении злокачественных новообразований.
Внедрена в практику новая методика лечения больных раком кожи -интерстициальная ФДТ с ФС хлоркнового ряда, позволяющая получить полную регрессию у всех пациентов в исследуемой группе с распространенностью процесса ТГТ2; и у 50 % пациентов с местнораспространенными формами рака кожи.
Основные положения, выносимые на защиту.
1. Разработана методика интерстициальной фотодинамическсй терапии на модели экспериментальной солидной опухоли (саркомы М-1) с фотосенсибилизатором «Фотолон».
2. В эксперименте установлены оптимальные параметры лазерного воздействия, позволяющие получить до 82 % полной регрессии опухолей у крыс: выходная мощность 100-125 мВт (длина диффузора ',0 см и 1,5 см), время воздействия 25 минут, доза лазерного излучения 120-150 Дж/см, расстояние между диффузорами 7-8 мм.
3. По данным термометрии, проведенной во время интерстициог,ыюн ФДТ, установлено, что при использовании диффузора длиной 1,0 см и выходной мощности лазерного излучения 300 мВт происходит повышение температуры над областью воздействия до гипертермических значений.
4. По результатам лечения 21 больного выявлена эффективность метода при лечении рака кожи. Эффект зарегистрирован у всех пациентов, полная регрессия при распространенности процесса Т,-Т2 достигнута в 100 % случаев, Т3-Т4 - в 50,0 % случаев. Оптимальными параметрами интерстициальной ФДТ с ФС «Фотолон» в дозе 0,6-1,9 мг/кг являются: доза лазерного излучения 120-150 Дж/см и расстояние между диффузорами 0,8-1,0 см.
Основные результаты и положения диссертационной работы доложены и обсуждены на Всероссийской научно-практической конференции «Отечественные противоопухолевые препараты» (г. Москва 2007, 2009 гг.), на 10-м интернациональном конгрессе дерматологов (Чехия, г. Прага, 2009 г.). на
13;М конгрессе Европейского общества фотобиологов и 2-ой конференции Европейской платформы фотодинамической медицины (Польша, г. Вроцлав,
2009 г.), на научно-практической конференции с международным участием «Лазерная медицина XXI века>> (г. Москва, 2009 г.). на международном научном конгрессе «Лазер Хельсинки - 2010» (Финляндия, г. Хельсинки,
Диссертация апробирована на научно-практической конференции клинического радиологического сектора Медицинского радиологического научного центра РАМН (МРНЦ РАМН) 13.09.2010 г. (протокол № 9).
Структура и объем работы.
Диссертация состоит из введения, обзора литерагуры, материалов и методов, результатов экспериментальных исследований, результатов клинических исследований, обсуждения и заключения, списка литературы, включающего 161 источник, из них 77 отечественных и 84 иностранных авторов. Текст диссертации представлен на 133 страницах и содержит 11 таблиц , 51 рисунок и 19 графиков.
Публикации материалов исследования.
Основные положения диссертации изложены в 10 печатных работах: 1 статье, 2 главах в монографии и 7 тезисах докладов.
Связь с планом научных работ МРНЦ РАМН.
Работа выполнена на базе МРНЦ РАМН в рамках запланированных тем: «Методологические аспекты фотодинамической терапии в эксперименте и клинике», гос. регистрация № 01.20.03 - 03640 и «Разработка методов интерстиаиалы'ой лазерной и электрохимической терапии злокачественных опухолей в эксперименте и клинике», гос. регистрация № 0120.0 602181.
ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
Материалы н методы исследования.
Экспериментальная часть работы выполнена на 236 половозрелых самках белых беспородных крыс. В качестве объекта исследования использовали низкодифференцированную соединительнотканную опухоль - саркому М-1. Наблюдение за животными проводили в течение 21 дня, на 4, 7, 10, 14, 21 сутки регистрировали общее физиологическое состояние, проводили замеры и определяли объем опухолевых узлов. Для оценки отдаленных результатов лечения животных с полной регрессией на 21 сутки оставляли на срок наблюдений до двух месяцев.
Изучение эффективности интерстициапьной ФДТ с препаратом «Фотолон» проведено по 2 экспериментальным протоколам.
Первый протокол - с использованием 1 диффузора длиной 1,0 см, средний объем опухоли 0,25 см3.
Второй протокол - с использованием 2 диффузоров длиной 1,5 см, средний объем опухоли составлял 0,65 см3.
В контрольную группу входили интактные крысы-опухоленосители, не подвергавшиеся никакому воздействию.
В работе использовали ФС хлоринового ряда «Фотолон», который животным вводили внутрибрюшинно, в дозе 5 мг/кг за 2 часа до облучения. Источником излучения служил полупроводниковый лазерный аппарат «Латус-0,4» (ЗАО «Полупроводниковые приборы», г. Санкт - Петербург), длина волны излучения аппарата 661±1 нм. Диапазон выходной мощности лазерного излучения составляет от 0,01 до 0,4 Вт. Измерение выходной мощности проводили на интегральном сферическом дозиметре ИИМ-1П до начала и после сеанса интерстициальной ФДТ. Для подведения лазерного излучения использовали световоды с гибким цилиндрическим диффузором длиной 1,0 и 1,5 см (ООО «Полироник», г. Москва). Оптическое волокно: кварц-полимерное, с диаметром световода 600 мкм, диаметр диффузора 900 мкм.
Дозу световой энергии рассчитывали на 1,0 см длины диффузора (Е, Дж/см) по формуле: Е= t х Р, где Р - выходная мощность (Вт), t— время (сек).
Термометрию осуществляли с помощью диагностического комплекса РТМ-01-РЭС, использовали поверхностный инфракрасный датчик, который устанавливали перпендикулярно поверхности опухоли, длительность измерения составляла 1-2 секунды. Термометрию проводили в подопытных группах при облучении с 1 или 2-х диффузоров длиной 1,0 см и 1,5 см до nHtepcTHunanbHoft ФДТ - исходная Температура, затем в течение сеанса на 5, 10, 15, 20 и 25 минуте процедуры, а также контрольным животным, которым внутритканевое лазерное облучение осуществляли без введения ФС.
Методика проведения интерстициалыюй фотодинамической терапии.
В толщу опухоли, ближе к ее основанию, вводили ангиокатетер, затем иглу удаляли, и по каналу катетера вводили световод. Диффузор располагали вдоль наибольшего размера опухоли, стремясь к равномерному распределению света.
При отработке методики использовали следующие параметры: при установке 1 световода с длиной диффузора 1,0 см выходная мощность ^лазерного излучения составляла 100, 200 и 300 мВт, время воздействия 10, 15, 20, 25 мин, доза лазерного излучения варьировала от 90 до 300 Дж/см.
При использовании двух диффузоров световоды вводиди также через ангиокатетер параллельно друг другу в края опухолевого узла, расстояние между диффузорами составляло 7-8 мм. Использовали выходную мощность 100-150 мВт, время облучения 20 и 25 минут, дозу лазерного излучения 70-150 Дж/см.
Метод морфологического исследования.
Для патоморфологических исследований материал брали на 1-е, 4-е и 21-е сутки после проведения интерстициальной .ФДТ, в группах животных с использованием 1 диффузора при параметрах: 100 мВт 15 мин, 100 мВт 25 мин, 200 мВт 15мин, 300 мВт 15 мин, по 3 животных на каждую точку. Опухоли и окружающие ткани выделяли под тиопентаповым наркозом, фиксировали в 10 % растворе формалина трое суток, обезвоживали и заливали в парафин. Затем делали микротомные срезы толщиной 7 мкм, окрашивали их гематоксилин-эозином и исследовали под микроскопом Olimpus СМХ.
Клинические исследования с использованием фотосенсибилизатора «Фотолон» проведены у 21 пациента раком кожи, находившихся на стационарном лечении в отделе лазерной и фотодинамической терапии МРНЦ РАМН в 2009 - 2010 г. Среди них было 11 мужчин (52,4 %) и 10 женщин (47,6 %) в возрасте от 51 до 87 лет, средний возраст составил 67,6 лет. У 17 (81 %) пациентов диагностирован базально-клеточный рак кожи и у 4 (19 %) -плоскоклеточный рак кожи. Все диагнозы были морфологически верифицированы и по распространенности соответствовали Ti-4 N0 М0, из них Т, - у 2 (9,5 %), Т2 - у 9 (42,9 %), Т3 - у 4 (19,0 %), Т4 - у 6 (28,6 %) человек. Регионарное и отдаленное метастазирование не было выявлено ни в одном случае. У 7 (33,3 %) пациентов опухоли кожи являлись первичными, а у 14 (66,7 %) больных опухоли были ранее пролечены, т.е. имели место неполный регресс опухоли или ее рецидив после ранее проведенного лечения.
ФС применяли в дозе 0,6-1,9 мг/кг массы тела больного. Рассчитанную дозу «Фотолона» растворяли в 100-200 мл 0,9 % раствора натрия хлорида и вводили внутривенно капельно в течение 30-50 минут.
Через 3 часа после введения ФС пациентам проводилась флюорсцентная спектроскопия патологических очагов на комплексе «Lesa-6» («Biospec», г. Москва). Полученные путем точечных измерений спектры тканей, а также визуально здоровой кожи анализировали по форме, величине и амплитуде сигнала. Определяли площадь интенсивности флюоресценции (S2) и площадь отраженного от тканей лазерного излучения (Si), а также их отношение (S2/S1). По отношению показателей S2/Sj (индекс контрастности) оценивали уровень флюоресценции различных участков кожи (центр и периферия опухоли, здоровая кожа), что позволяло определять накопление фотосенсибилизатора в тканях и распространение опухолевого процесса.
Сеанс интерстициального облучения опухолевых очагов проводили через 3 часа после введения ФС на лазерном аппарате «Латус-2» (662 нм) (ЗАО «Полупроводниковые приборы», г. Санкт-Петербург, регистрационное удостоверение №29/05010104/5958-04 от 26.01.2004), параллельно использовали до трех лазерных аппаратов, так как одновременно облучение проводили с 1-3 диффузоров. Для подведения лазерного излучения использовали световоды с гибким цилиндрическим диффузором длиной 1,0 и 1,5 см. Под местной анестезией 2 % раствором лидокаина в количестве 3,0-6,0 мл, в толщу опухолевой ткани вводили иглу с мандреном, затем мандрен удаляли, а по каналу проводника вводили световод с цилиндрическим диффузором на конце. Правильность постановки диффузора оценивали визуально по сформированному световому пятну. Количество позиций диффузора зависело от объема облучаемой ткани и составляло от 1 до 1 . Диффузоры устанавливали параллельно на расстоянии 0,8-1,0 см друг от друга и использовали однократно.
При проведении интерстициальной ФДТ опирались на экспериментальные данные оптимального соотношения выходной мощности лазерного излучения и времени воздействия. Использовали выходную мощность 100-200 мВт, время воздействия - 15-25 мин, доза лазерного излучения варьировала от 120 до 180 Дж/см. Пациентам базально-клеточным раком кожи, у которых распространенность опухолевого процесса соответствовала Ть Т2 (10 больных -47,6 %), а также 2 пациентам с Т3 проводили только интерстициальное воздействие. Другим 2 пациентам с Т3 и с распространенностью процесса Т4, а также больным плоскоклеточным раком кожи проводили комбинацию наружного (дистанционного) и внутритканевого облучения.
Результаты исследования и их обсуждение.
В нашей работе впервые проведены базовые экспериментальные исследования по оптимизации режимов лазерного воздействия при проведении интерстициальной фотодинамической терапии с фотосенсибилизатором хлоринового ряда «Фотолон».
В литературе опубликован ряд исследований о возможности внутритканевого облучения с производными гематопорфирина, фталоцианинов, хлорина Е6- где варьирует доза лазерного воздействия и недостаточно информации об оптимальных параметрах проведения сеанса интерстициальной ФДТ, нет сведений о значении термического компонента при проведении внутритканевого облучения.
В эксперименте нами установлено, что с увеличением дозы лазерного воздействия увеличивается процент животных с полной регрессией опухоли (рис. 1).
Коэффициент абсолютного прироста опухоли
Р (мВт) 100 100 100 200 200 200 200 300 300 К I (мим) 15 20 25 10 15 20 25 10 15
Полная регрессия опухоли
Е (Дж/см) 90 120 150 ((мин) 15 20 25 100 мВт
120 180 240 300 10 15 20 25
- 100 -90 -80 -70 -60 -50 -40 -30 -20 - 10 -0
Рис. 1 Эффективность интерстициальной ФДТ с использованием одного диффузора длиной 1,0 см прп различных параметрах воздействия на 21 сутки наблюдений.
При использовании выходной мощности 100 мВт и времени воздействия 15 мин (Е - 90 Дж/см) полная регрессия (ПР) составила 40 %, с увеличением времени воздействия до 25 мин (Е - 150 Дж/см) ПР увеличилась до 80 %. При использовании выходной мощности 200 мВт времени облучения 10 минут ПР составила 60 %. С увеличением времени воздействия до 25 минут, а значит и
дозы лазерного излучения до 300 Дж/см, процент ПР увеличился до 94 %. При использовании выходной мощности 300 мВт и времени облучения 10 и 15 мин, ПР составила 75 % и 90 %, соответственно.
Во всех группах на всех сроках наблюдений существует статистическая значимость различий коэффициентов абсолютного прироста опухолей подопытных и контрольной групп. Однако коэффициенты абсолютного прироста у крыс с продолженным ростом в разных группах статистически не отличались друг от друга.
Оптимальная световая доза, по нашим данным, составила 150 Дж/см, что позволяет эффективно воздействовать на опухолевые клетки с минимальным повреждением окружающих здоровых тканей (ПР достигнута в 80 % случаев).
По данным зарубежных авторов, для развития фотодинамического эффекта при интерстициальном облучении оптимальная доза лазерного излучения составляет от 20 Дж/см до 100 Дж/см и зависит от используемого ФС, а также от локализации солидного новообразования.
При проведении интерстициальной ФДТ опухолей головы и шеи с ФС «Фотофрин» (630 нм) использовали плотность энергии 50-80 Дж/см (Biel М., 2006), при внутритканевом лечении начальных стадий (ТГТ2) рака ротоглотки -50-100 Дж/см (Schweitzer V. G., Somers М. L., 2010). При лечении рака предстательной железы с применением ФС «Motexafin lutetium» (763 нм) - 25150 Дж/см2 (Pinthus J. Н. et al, 2006; Verigos К. et al., 2006; Patel H. et al., 2008).
В отечественных исследованиях наиболее часто при проведении интерстициальной ФДТ использовали отечественный ФС «Фотосенс». Плотность энергии при лечении первичного рака молочной железы составляла 500-600 Дж/см3 (Филинов В. Л., 2004). В коротком сообщении о лечении местнораспространенного рака кожи (ФС «Фотодитазин», 666 нм) описана доза 130 Дж/см (Попов П. Б., 2009).
Нами подробно рассмотрена группа животных, где доза лазерного излучения составила 90 Дж/см. Установлено, что интерстициальная ФДТ с ФС «Фотолон» при данной дозе воздействия недостаточно эффективна. Гистологические исследования показали, что после проведения интерстициальной ФДТ на первые и четвертые сутки наблюдений в зоне постлучевого коагуляционного некроза присутствовало значительное число клеток, имеющих крупное ядро с хорошо выраженной структурой, которые, вероятно, могли служить источником продолженного роста опухоли. ПР на 21 сутки наблюдений в данной группе получена в 40 % случаев, а у 60 % животных наблюдался продолженный рост опухоли.
При подведении к опухолевой ткани лазерного излучения в дозе 150 Дж/см и больше при гистологическом исследовании наблюдалась тотальная деструкция опухолевого узла. Частота ПР на 21 сутки составила 80 %.
Таким образом, эффективной дозой лазерного излучения при проведении интерстициальной ФДТ с ФС «Фотолон» является 150 Дж/см.
В эксперименте нами установлено, что важным является не только доза лазерного облучения, но и выходные параметры воздействия.
При использовании 1 диффузора длиной 1,0 см, выходной мощности 200 мВт и времени облучения 15 минут, мы подводили к опухоли дозу лазерного излучения - 180 Дж/см, как и при параметрах 300 мВт и 10 минут. Полная регрессия на 21 сутки наблюдений была получена в 77 % и 75 %, соответственно.
В группе, где мощность излучения была 200 мВт, на 21 сутки у 63 % животных наблюдалась полная эпителизация раневой поверхности, а в группе, где выходная мощность составила 300 мВт, ни у одного животного не происходило полного заживления. В зоне лазерного воздействия сохранялись язвенные дефекты кожи, размером от 2 мм до 6 мм, что свидетельствует о более выраженном повреждении окружающих здоровых тканей, чем при использовании выходной мощности 200 мВт и облучении в равной дозе 180 Дж/см. При использовании выходной мощности 100 мВт и времени облучения 25 минут практически у всех животных к 21 суткам на поверхности кожи сформировались едва заметные линейные рубцы.
Таким образом, оптимальными параметрами, по нашим данным, являются выходная мощность 100 мВт, время воздействия 25 минут и доза лазерного излучения 150 Дж/см.
Полученные результаты совпадают с данными литературы. Известно, что выходная мощность на диффузоре 100 мВт позволяет минимизировать фотокоагуляцию крови рядом с концом волокна, которая существенно снижает проницаемость тканей для света (Bown S. G. et. al., 2002). При суммарной дозе света 200 Дж минимальное термическое повреждение (отсутствие карбонизации) наблюдается при мощности излучения 0,1 и 0,2 Вт и времени воздействия 2000 и 1000 секунд соответственно (Улупов М. Ю., 2008). В отечественных источниках описывается выходная мощность от 100 до 400 мВт (Филинов В. Л., 2004; Вакуловская Е. Г. и др., 2005; Попов П. Б., 2009).
Дополнительным критерием оптимизации выходных параметров явились данные, полученные при термометрии опухолей во время сеанса ФДТ.
Установлено, что с повышением выходной мощности увеличивается температура над областью воздействия. При использовании 1 диффузора длиной 1,0 см и мощности лазерного излучения 100 мВт, температура на поверхности опухоли увеличивалась на 3,0-3,5 °С и составляла около 34,0 °С. При использовании мощности лазерного излучения 300 мВт температура повышалась на пятой минуте сеанса интерстициальной ФДТ до 41,0 °С, а к пятнадцатой минуте достигала 44,4 °С, что свидетельствует о появлении дополнительного фактора воздействия - температуры. При внутритканевом облучении без введения ФС температура повышалась максимально до 40,8 °С.
Полученные данные свидетельствуют о том, что внутритканевое облучение при рассматриваемых параметрах вызывает повышение
температуры в зоне воздействия. Проведение интерстициальной ФДТ способствует более быстрому подъему температуры в зоне облучения, видимо, за счет протекающих фотохимических реакций, а также сосудистого блока, формирование которого происходит тем быстрее, чем интенсивнее воздействие. Увеличение выходной мощности при проведении интерстициальной ФДТ до 300 мВт приводит к повышению температуры на поверхности опухоли до гипертермических значений.
Данные, полученные в ходе опытов с использованием ! диффузора, легли в основу интерстициальной ФДТ с применением 2 диффузоров при лечении опухолей большего объема. В ходе эксперимента установлено, что с увеличением дозы лазерного воздействия увеличивается процент животных с ПР опухоли (рис. 2).
Коэффициент абсолютного прироста опухоли
Р (мВт) 100 100 125 150 I (мин) 20 25 25 25
Е (Дж/см) 70 100 ♦ (мин) 20 25
Рис. 2 Эффективность интерстициальной ФДТ с использованием двух диффузоров длиной 1,5 см при различных параметрах воздействия на 21 сутки наблюдений.
При использовании дозы лазерного излучения 70 Дж/см частота ПР составила 56 %, при увеличении дозы до 120 Дж/см ПР через 2 месяца наблюдений была равна 82 %, а при 150 Дж/см - 87 %.
При интерстициальной ФДТ с применением 2-х диффузоров оптимальная доза лазерного воздействия, за счет перекрытия полей облучения, составляет 120 Дж/см, что позволяет максимально эффективно облучать опухоль при минимальном повреждении окружающих здоровых тканей.
Таким образом, экспериментальные исследования стали основой для дальнейшего внедрения метода в клиническую практику и способствовали определению оптимальных параметров воздействия.
Наибольшее клиническое применение интерстициапьная ФДТ нашла при лечении заболеваний кожи, слизистой ротовой полости и ротоглотки, благодаря простоте доставки лазерного излучения, а также удобству контроля и оценки лазерного воздействия.
При проведении спектро-флюоресцентной диагностики у пациентов было установлено, что после введения «Фотолона» в дозе 0,6-1,9 мг/кг индекс контрастности «опухоль (центр)/здоровая ткань» варьировал в пределах 1,2:1 до 5,8:1 и в среднем составил 3,5±0,2.
Анализ результатов показал, что у большинства больных (76,2 %) после лечения наблюдалась полная регрессия новообразований, а частичная регрессия отмечена у 23,8 % больных, отсутствие же эффекта не было отмечено ни в одном случае.
У всех пациентов с распространенностью опухолевого процесса Т1-Т2 диагностирована полная регрессия новообразований, на сроке наблюдений от 3-15 мес. рецидив заболевания не отмечен. У пациентов с местнораспространенными формами заболевания полная регрессия была диагностирована в 50 % случаев. У пациентов с частичной регрессией после курса фотодинамической терапии было отмечено клиническое улучшение: уменьшились размеры опухолей, экссудация с поверхности опухоли.
На сроке наблюдений от 3 до 15 месяцев у 2 пациентов возникли рецидивы заболевания, которые имели краевой характер. Пациентам с частичной регрессией и рецидивами заболевания были проведены повторные сеансы фотодинамической терапии.
Следовательно, методика интерстициальной ФДТ является эффективной при лечении рака кожи. Увеличивая глубину проникновения лазерного излучения, она позволяет воздействовать на больший объем тканей, расширяя возможности метода. Данная процедура технически выполняется достаточно просто, не требует дополнительного анестезиологического пособия, может применяться у пожилых пациентов и у соматически отягощенных больных. Анализ косметических и органосохраняющих результатов (последствий) лечения рака кожи методом интерстициальной ФДТ показал, что после проведенного лечения у всех больных формировались негрубые рубцы, имеющие меньшие размеры, чем первоначальная опухоль, которые практически не деформировали окружающие ткани.
1. Разработанная методика интерстициальной фотодинамической терапии на модели экспериментальной солидной опухоли (саркомы М-1) с фотосенсибилизатором «Фотолон» позволяет получить некроз опухолевой ткани и торможение роста опухоли.
2. В эксперименте установлено, что оптимальными параметрами воздействия при расстоянии между диффузорами 7-8 мм являются: выходная мощность 100-125 мВт, время воздействия 25 минут, доза лазерного излучения 120-150 Дж/см. При таких параметрах достаточно высокая частота полных регрессий опухоли (80-82 %) не сопровождается существенными повреждениями окружающих здоровых тканей.
3. При использовании диффузора длиной 1,0 см, выходной мощности более 200 мВт и подводимой дозы лазерного излучения 240-300 Дж/см наряду с незначительным повышением эффективности процедуры регистрируются грубые изменения окружающих здоровых тканей.
4. Разработанная в экспериментальных условиях методика интерстициальной фотодинамической терапии с ФС «Фотолон» апробирована в клинике. По результатам лечения 21 больного выявлена эффективность метода при лечении рака кожи. Эффект зарегистрирован у всех пациентов, полная регрессия при распространенности процесса Т|-Т2 достигнута в 100 % случаев, Т3-Т4 - в 50 % случаев.
5. Оптимальными параметрами интерстициальной ФДТ при лечении рака кожи с ФС «Фотолон» в дозе 0,6-1,9 мг/кг являются: доза лазерного излучения 120-150 Дж/см и расстояние между диффузорами 0,7-1,0 см.
6. Проведение интерстициальной ФДТ с использованием диффузора длиной 1,0 см и выходной мощности лазерного излучения 100 мВт не вызывает значимого повышения температуры над областью воздействия, а увеличение выходной мощности до 300 мВт приводит к повышению температуры над зоной облучения до гипертермических значений.
7. Полученные данные позволяют рекомендовать методику интерстициальной ФДТ как самостоятельную, а также в сочетании с дистанционной ФДТ для лечения новообразований различных локализаций.
1. Результаты проведенных экспериментальных исследований, подтвержденные морфологическим анализом, позволяют рекомендовать метод интерстициальной ФДТ как самостоятельный, а также в сочетании с дистанционной ФДТ для лечения новообразований кожи и слизистых.
2. При экзофитном росте начальных стадий рака кожи рекомендуется проведение интерстициальной фотодинамической терапии с фотосенсибилизатором «Фотолон» при следующих параметрах: доза лазерного излучения 120-150 Дж/см, расстояние между диффузорами 0,7-1,0 см.
3. При экзофитном росте местнораспространенных стадий рака кожи рекомендуется проведение интерстициальной фотодинамической терапии в самостоятельном варианте, а также в сочетании с дистанционной ФДТ. Оптимальными параметрами воздействия при ФДТ являются: доза лазерного излучения 120-150 Дж/см, расстояние между диффузорами 0,7-1,0 см. Плотность энергии при дистанционном облучении 50-100 Дж/см2.
Список работ, опубликованных по теме диссертации.
1. Скугарева O.A., Спиченкова И.С., Каплан М.А., Бродский P.A., Бандурко J1.H. Интерстициальная фотодинамическая терапия Саркомы-М1 // Сборник научных трудов XVI научно-практической конференции «Современные возможности лазерной медицины и биологии» 1-2 декабря 2006 г. -Великий Новгород - Калуга, 2007. - С.179-184.
2. Скугарева O.A., Спиченкова И.С., Каплан М.А. Интерстициальная фотодинамическая терапия экспериментальной опухоли Саркомы-М1 // Российский биотерапевтический журнал. Материалы VI Всероссийской научно-практической конференции «Отечественные противоопухолевые препараты» 24-26 марта 2007 г. - Москва, 2007. - Т.6. -№1. - С. 25.
3. Скугарева O.A., Каплан М.А., Малыгина А.И., Михайловская A.A. Оценка противоопухолевой эффективности интерстициальной фотодинамической терапии на модели саркомы М-1 у крыс // Российский биотерапевтический журнал. Материалы VIII Всероссийской научно-практической конференции «Отечественные противоопухолевые препараты» 21-22 апреля 2009 г. -Москва, 2009. - Т. 8. - №2. - С. 41-42.
4. Skugareva O.A., Kaplan М.А., Malygina A.I., Mikhailovskaya A.A. Interstitial photodynamic therapy sarcoma M-l // Book of abstracts of the 10th international congress of dermatology 20-24 May 2009. - Prague, Czech Republic, 2009. -
5. Скугарева O.A., Каплан M.A., Малыгина А.И., Михайловская A.A. Оценка противоопухолевой эффективности интерстициальной фотодинамической терапии на модели саркомы М-1 // Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. - 2009. - Т. 147. - №11. - С. 561-563.
6. Скугарева O.A., Каплан М.А., Малыгина А.И., Михайловская A.A. Интерстициальная фотодинамическая терапия в эксперименте // Материалы научно-практической конференции с международным участием, «Лазерная медицина XXI века» 9-10 июня 2009 г. - Москва, 2009. - С. 100.
7. Skugareva O.A., Kaplan M.A., Malygina A.I., Mikhailovskaya A.A. Interstitial photodynamic therapy sarcoma M-l // Programme and book of abstracts 13lh congress European society for photobiology and the 2nd conference of the European platform for photodynamic medicine 5-10 September 2009. - Wroclaw, Poland, 2009.-P. 134.
8. Скугарева O.A., Каплан M.A., Спиченкова И.С., Михайловская A.A., Попучиев В.В. Фотодинамическая терапия с интерстициальным облучением опухоли // Монография «Экспериментальные аспекты фотодинамической терапии» / под редакцией А.Ф. Цыба, М.А. Каплана. - Калуга: Изд. Н.Ф. Бочкаревой, 2010. - С.81 -94.
9. Михайловская A.A., Цыб'А.Ф., Каплан М.А., Скугарева O.A., Малыгина А.И., Бродский P.A., Бандурко Л.Н. Сочетанный метод фотодинамической терапии и электрохимического лизиса //Монография «Экспериментальные аспекты фотодинамической терапии / под редакцией А.Ф. Цыба, М.А. Каплана. - Калуга: Изд. Н.Ф. Бочкаревой, 2010. - С.б2-73.
10. Skugareva O.A., Kaplan M.A., Kapinus V.N., Malygina A.I., Mikhailovskaya A.A. Interstitial photodynamic therapy // Abstracts of Laser Helsinki 2010, 15th International Congress of EMLA 20-23 August 2010. - Helsinki, 2010. - P. S 4.
Заказ 2704 Тираж 100 Объём 1,0 п.л. Формат 60х841/-|б Печать офсетная
Отпечатано в МП «Обнинская типография» 249035 Калужская обл., г. Обнинск, ул. Комарова, 6