Определенные химические вещества под действием света могут вызывать биологические реакции в живом организме. Эксперименты по использованию красителей и света для разрушения микроорганизмов, проведенные еще в начале 20 века, легли в основу метода фотодинамической терапии (ФДТ). Основная цель всех проводимых в этой области исследований - уничтожение злокачественных тканей без ущерба для здоровых.

Процесс, в результате которого происходит такое селективное воздействие, полностью пока не понят. Общепринятым является мнение, что в результате светового облучения краситель переходит в возбужденное состояние и передает свою энергию присутствующему в межклеточном пространстве кислороду, производя тем самым атомарный кислород. Этот процесс приводит к быстрому и необратимому окислению субклеточных компонентов, что нарушает клеточный метаболизм и приводит к гибели клетки.

Этот ФС удовлетворяет критериям, предъявляемым к клиническим фотосенсибилизаторам, поскольку не является токсичным в клинических дозах, активизируется лазерным излучением, проникающим в ткани, селективно воздействует на злокачественные образования.

Все эти приборы различаются как выходными характеристиками, так и взаимодействием их излучения с тканями. 

Лазер на красителе с накачкой аргоновым лазером - это, по существу, система из двух лазеров. Луч аргонового лазера, проходя через серию зеркал, фокусируется в струю красителя в скрещенном резонаторе с регулирующим элементом для получения перестраиваемой длины волны на выходе. Система содержит сложную оптическую часть с 14-ю юстируемыми зеркалами. Из-за низкой эффективности типичный аргоновый лазер нуждается в водяном охлаждении и требует подвода энергии от силовой электросети, рассчитанной на энергопотребление 20-40 кВт. Лазер на красителях также нуждается в водяном охлаждении. Кроме того, краситель является органическим токсичным веществом, что представляет опасность для пользователей и усложняет эксплуатацию лазера.

В лазере 2-го типа также используется краситель, протекающий через стеклянную кювету, размещенную в резонаторе. Последний образован выходным зеркалом и перестраиваемым элементом. Лазер охлаждается водой и требует частой смены красителя. Так же, как и в ADL, краситель здесь токсичен, а растворитель огнеопасен.

Лазер на парах золота работает по принципу разогрева частиц золота до температур плавления и испарения. В качестве буферного газа в лазерной трубке используется инертный газ неон. Разработанные в НПО “ИСТОК” отпаянные активные элементы на парах золота обладают рекордным сроком службы. ЛПЗ генерируют излучение на длине волны 628 нм, которая является стабильной и не подвержена изменениям, как в случае лазеров на красителях. Качество отражательных зеркал не является для них критическим, поскольку они обладают очень высоким усилением света. По сравнению с аргоновыми, лазеры на парах золота имеют примерно в 10 раз более высокую эффективность, что позволяет использовать воздушное охлаждение.

Для того, чтобы фотодинамическая терапия была эффективной, необходимо соблюдать ряд правил:

• использовать оптимальную дозу фотосенсибилизатора (2,5 мг/кг для большинства производных гематопорфирина);
• плотность мощности лазерного излучения на конце световода не должна превышать 300 мВт/см², иначе вместо фотодинамического эффекта произойдет коагуляция;
• время облучения опухоли определяется мощностью на конце световода, объемом опухоли и плотностью поглощаемой энергии:

T = 13,1 D²E/P,

где T - время освещения [мин]

D - диаметр опухоли (описанная окружность) [см]

E - плотность энергии, поглощаемой опухолью [Дж/см²]

Р - мощность излучения на конце световода [мВт]

• облучать опухоль через 20 - 80 часов после введения фотосенсибилизатора - при преждевременном облучении значительно повышается риск повреждения здоровых тканей;
• ФДТ наиболее эффективна тогда, когда толщина опухоли не превышает 1,5 см. При больших размерах часть опухоли необходимо выпарить или коагулировать хирургическим лазером.

Основным побочным эффектом ФДТ является сохранение фоточувствительности пациента в течение нескольких дней или даже недель после введения DHE. Эта проблема решается посредством защиты от солнечных лучей и специальной защитной одежды.

При исследовании фотохимических реакций, происходящих в опухолевых тканях, а также при изучении фотосенсибилизационных возможностей опухолевой терапии основное внимание до сих пор уделялось поиску более селективных фотосенсибилизаторов и созданию более эффективных лазерных систем без учета гистогенеза опухоли. При этом упускались из виду такие параметры, как световая мощность лазера при ФДТ, продолжительность и периодичность облучения.

С этой точки зрения интересно сравнить эффективность фотохимического лечения опухолей различного гистогенеза. Такие исследования проводятся в Литовском Онкологическом Центре, где фотодинамическая терапия начала применяться с 1989 г.

Использовались три различные лазерные системы:

1. Лазерная система, состоящая из лазера на парах меди и лазера на красителе. Излучение лазера на парах меди фокусировалось в кювету лазера на красителе, состоящего из смеси 30% родамина и 70 % оксазина17. Данная лазерная система излучала свет с длиной волны 628 + 0,5 нм.

2. Лазер на парах золота (длина волны 628 нм). Данная модель “АУРАН” разработана Физическим институтом РАН специально для фотодинамической терапии.

3. Гелий-неоновый лазер ЛГН-104.

При ФДТ использовалась мощность излучения, не превышающая 300 мВт. Плотность мощности также не превышала 300 мВт/см^2. Плотность световой мощности составляла от 25-50 мВт/см² для меланомы до 500 мВт/см² для базальноклеточного рака. Наиболее часто использовалась плотность мощности 200 мВт/см^2`.

Для всех больных до лечения, во время и после него были проведены цитологические и гистологические исследования.

дальше