ЛАЗЕРНЫЕ НАНОТЕХНОЛОГИИ В ЭСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ МЕДИЦИНЕ Н.В.Алипов, М.С.Лебедев, Х.М.Цацаев, Е.А.Добрейкин

ЛАЗЕРНЫЕ НАНОТЕХНОЛОГИИ В ЭСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ МЕДИЦИНЕ
Н.В.Алипов, М.С.Лебедев, Х.М.Цацаев, Е.А.Добрейкин
ГОУ ВПО Саратовский ГМУ им. В.И.Разумовского Росздрава, г. Саратов
Кафедра оперативной хирургии и топографической анатомии
(Зав. кафедрой – проф. В.В.Алипов)
Одним из актуальных и перспективных направлений в современной медицине, является
применение нанотехнологий. Одно из таких направлений – лазерный фототермолиз опухолей
с использованием светопоглощающих наночастиц.
Цель исследования – разработать и экспериментально обосновать эндоскопические
технологии доставки к органам брюшной полости наночастиц для проведения лазерного
фототермолиза.
Для разработки способов доставки наночастиц к органам, расположенным в полостях
организма, в частности к желудку, и последующему проведению фототермолиза проведены
серии экспериментов на 10 органных комплексах и 37 исследований на лабораторных
животных (беспородные собаки). Нами разработана оригинальная методика подведения
наноматериалов к слизистой желудка через биопсийный канал фиброгастродуоденоскопа и
трансгастральное пункционное введение наночастиц в слизистую или опухолевидное
образование стенки желудка.
Разработана также методика подведения лазерного облучения. Лазерное облучение
предполагает бесконтактное локальное доведение температуры слизистой до 50-70 градусов,
что достигается в течение одной минуты нагрева.
Однако, если предполагать
распространение температуры нагрева на все слои стенки (как при опухоли), то необходимо
последовательное контактное воздействие, вплоть до серозного слоя. При этом,
использование контактного лазерного облучения предполагает возможность создания
некроза как самой опухоли, так и перфорацию самой стенки желудка.
В ходе отработки параметров лазерного облучения стенки желудка мы смоделировали
вероятность образования перфоративного дефекта. Для создания перфорации желудка в
эксперименте нами использована лазерная эндоскопическая деструкция стенки полого
органа. Запатентованы эндоскопические способы закрытия перфоративного дефекта с
помощью оментопластики (5 исследований) и использования клеевых пластинок
«Тахокомб».(5 исследований). При этом важное значение
уделено компьютерному
моделированию процессов распространения лазерного излучения в биологических объектах и
методики коррекции возможных осложнений данного способа фототермолиза..В результате
исследований установлено, что наиболее оптимальным является комбинированная
эндоскопическая пластика прядью сальника в сочетании с использованием пластины клея
«Тахокомб» и двухпросветного катетера с баллоном.(все способы запатентованы).
C целью подведения наночастиц к очаговым образованиям печени с помощью
баллонного способа нами смоделирована киста (шаровидное образование) печени и впервые
предложен малоинвазивный способ пункции очаговых образований паренхиматозного
органа.
В эксперименте на 5 лабораторных животных (кролики-самцы), в установленной
проекции соответствующей доли печени под ультразвуковым контролем (УЗК) производят
чрескожную пункцию печени. В ходе эксперимента установлено, что длина
внутрипечёночного канала должна быть 1,0 – 1,5 см, что обеспечивает диаметр формируемой
кисты 1,0 – 1,5 см. Далее через иглу вводят двухканальный катетер с баллоном из
силиконизированной резины на дистальном конце. Первый канал катетера соединен с
1
баллоном и предназначен для его дозированного наполнения, второй канал (санирующий)
открывается на дистальном конце и служит для введения в созданную полость
склерозирующих, контрастных и других растворов. Затем по катетеру иглу удаляют из
сформированного канала, катетер фиксируют.
Под УЗК-контролем через первый канал катетера, соединенного с баллоном, вводят
физиологический раствор до заданного объема полости. Для ускорения формирования
фиброзной капсулы ежедневно через второй канал катетера вводят 0,5 мл 70% раствора
этилового спирта с эвакуацией его через 15 минут. По истечении 4-5 суток, времени,
необходимом для формирования фиброзной кисты, опорожняют баллон. Динамический
рентгенологический контроль за создаваемой полостью осуществляется
при её
контрастировании. Для оценки параметров сформированной полости фиброзной кисты через
второй канал катетера вводят рентгенконтрастное вещество (омнипак, ультравист-300) 1,5 мл
и производят рентгенографию, затем контраст эвакуируют.
С целью уменьшения травматичности и инвазивности, профилактики кровотечения и
желчеистечения, нами разработан способ чрескожной пункции смоделированной кисты
печени для подведения к ней наночастиц и лазерного облучения (фототермолиза).
В эксперименте на лабораторных животных (кролики, белые крысы) в проекции
расположения очагового образования (кисты, новообразования и т.д.) проведена пункция
брюшной стенки иглой с мандреном. Мандрен удаляют тот час по достижению края
паренхиматозного органа. Далее через просвет иглы проводят световод лазера до
дистального края иглы. При этом край световода не выступает из просвета иглы, что
контролируется предварительно установленной меткой на световоде лазера. При мощности
излучения 10 Вт через паренхиму органа продвигают иглу со световодом лазера тотчас до
границ очагового образования. Световод лазера удаляется. В дальнейшем осуществляется
введение наночастиц и лазерный фототермолиз очагового образования с целью его
ускоренной облитерации и замещения соединительной тканью.
Санация полости осуществляется через двухпросветный катетер с баллоном, что позволяет
проводить динамическую диагностику и следить за эффектом лечения до полной
облитерации полости. Подобный метод может быть применен и при лечении метастазов
печени. Новые перспективы предлагаемых методов лечения опухолей и их метастазов
связываем и с возможностью использования противоопухолевых препаратов нового
поколения
Таким образом, проведенные эксперименты показали, что лазерное эндоскопическое
воздействие на стенку желудка в ИК-диапазоне обеспечивает нагрев слизистой оболочки
желудка до 50—70 градусов за 1 минуту, что возможно использовать для проведения
фототермолиза в экспериментальной
наноонкологии .
Предложенные способы
трансгастрального эндоскопического введения наночастиц и последующего лазерного
воздействия, а также
транскутанной пункции паренхиматозного органа просты в
техническом исполнении, экономически доступны, обеспечивают малоинвазивность
манипуляции и перспективны при использовании их в клинической практике.
2
3