2.5. Фотодинамическая терапия
В течение многих лет проводятся исследования в области фотодинамической терапии (ФДТ), с производной гематопорфирина (ПГП) в качестве фотосенсибилизатора. Гематопорфирин представляет собой полученной из крови пигмент, который накапливается в раковых клетках. К настоящему времени проведено большое количество клинических исследований на людях, особенно в США. Основными направлениями ФДТ являются следующие области:
углубление понимания фотохимических процессов;
гипотермия сосудистых и опухолевых клеток, составление таблиц по фотодинамической дозиметрии;
новые медикаменты – эндогенные гемоглобин, меланин, флавин, каротеноид, порфирин), а кроме них экзогенные сенсибилизаторы (порфирин, порфин, хлорин, диазос, меланин, карбоцианин, мероцианин, 540, фталоцианин);
новые формы применения медикаментов – микроэмульсии, липосомы, липопротеины, специальные антитела, комбинации медикаментов, например, сосудисто- и иммуномодифицированные;
новые источники света – импульсные лазеры на парах металла (пары золота и меди), лазеры на красителях с накачкой от лампы-вспышки, YAG-лазеры с накачкой от лампы-вспышки, диодные лазеры, высокоэнергетические лампы дугового разряда;
новые системы доставки излучения – новые световоды, например, для СО2-лазера;
новые области применения – вирусные заболевания, псориаз, экстракорпоральный анализ клеток крови, клеточная биология, дробление камней, опознавание атеросклеротических бляшек;
в офтальмологии – гематопорфирин и аргоновые лазеры для лечения интраокулярных и периокулярных опухолей, раковых заболеваний коньюктивы;
комбинированная терапия – гипертермия/фотодинамическая терапия, химиотерапия
В нижеследующей таблице указансписок преимуществ и недостатков фотодинамической терапии рака у человека на современном уровне развития.
Фотодинамическая терапия рака
Преимущества:
высокая селективность;
медикамент не токсичен;
используется для диагностики и терапии;
воспроизводимость.
Недостатки:
возникновение светочувствительности кожи;
невозможность систематического применения (например, при лейкемии);
глубина проникновения света ограничена;
сложность лазерной системы.
2.6. «Тепловые» и «нетепловые» воздействия на ткань
Фотоабляция и фотовыпаривание являются способами послойного удаления ткани. Применяемая в этом отношении дифференциация по типу «фотоабляция – это нетепловое воздействие» и «выпаривание – тепловое воздействие» является очень поверхностной и может привести к ошибочным оценкам. В конечном счете оба процесса имеют тепловую природу. Они отличаются только своей продолжительностью по времени. При фотоабляции процесс проходит намного быстрее, чем при выпаривании. Понятия «тепловой» и «нетепловой» понимаются в целом не как описание самого процесса удаления ткани, а характеризуют тепловое воздействие на пограничные зоны не удалённой ткани. «Нетепловой» означает пренебрежимо малые размеры измененной под тепловым воздействием пограничной зоны. Какие пограничные зоны считаются пренебрежимыми, зависит в значительной степени от области применения лазера. Для офтальмолога 20-ти микронная пограничная зона, измененная под тепловым воздействием при удалении роговицы безусловно является «тепловым эффектом», в то время как в известных обстоятельствах 100 мкм в лазерной ангиопластике считаются «нетепловым эффектом». Тот факт, что фотоабляция ткани в известных обстоятельствах может быть вполне «тепловой» и что выпаривание и рассечение ткани с помощью лазера непрерывного излучения может выполняться с незначительной тепловой нагрузкой, проиллюстрировано на рис. 31.
а б
Рис. 31. Независимо от типа лазера отверстия в человеческих костных тканях при низкой частоте повторения импульсов 10 Гц (слева) имеют пограничные зоны лишь с небольшим тепловым изменением, а при частоте повторени импульсов 100 Гц (справа) наблюдается ярко выраженный тепловой эффект:
а) эксимерный лазер (248 нм, 20 нс, 80 мДж)
б) СО2-лазер (10,6 мкм, 300 нс, 100 мДж)
На рис. 31 показаны отверстия в костных пластинах, выполненные импульсным эксимерным лазером (248 нм, 20 нс) и СО2-лазером (10,6 мкм, 300 нс). При частоте повторения 10 Гц стенки отверстий для обоих типов лазера, несмотря на различную длину волны, имеют незначительное тепловое изменение. При всех прочих равных параметрах лазерного излучения, но при частоте повторения импульсов 100 Гц, в результате наблюдается абсолютный тепловой эффект. Очевидно, что в данном случае на результат влияет не длина волны, а только частота повторения импульсов. С другой стороны, результат рассечения ткани с помощью излучения непрерывного СО2-лазера обычно имеет тепловой эффект. Благодаря воздействию холодной струи газа (N2, Ar, сжатый воздух) на зону рассечения горячие продукты пиролиза охлаждаются и быстрее удаляются из зоны рассечения. В результате получается пограничная зона с намного меньшим тепловым изменением. Непосредственно кромка рассечения почти не имеет видимой пограничной зоны с тепловым изменением и могла бы быть названа «нетепловой». Кроме ответа на вопрос, в какой степени удаляется ткань, важно также оценить, какие пограничные зоны ткани хотя и не удаляются, но все-таки нагреваются так сильно, что наступает коагуляция. Установлено, что в обоих случаях остается минимальная термически измененная пограничная зона, которую нельзя сократить. Величина этих пограничных зон зависит не от процесса удаления ткани, а исключительно от поступления энергии в пограничную зону. Поступление энергии в пограничную зону обусловлено в основном двумя процессами. Пограничная зона может нагреваться оптическим излучением, которое достигает ее непосредственно, или за счет теплопроводности (рис. 32).
Рис. 32.Поглощеное лазерное излучение удаляет нагретую до нескольких сотен оС ткань (перекрестная штриховка). Но излучение проникает далее в ткань. Поглощенное там излучение недостаточно для удаления ткани, но приводит к коагуляции в слое, соответствующем глубине проникновения света (штриховка с наклоном влево). В дополнение непосредственному нагреванию за счет энергии излучения окружающая ткань нагревается из-за теплопроводности (штриховка с наклоном вправо).