|
Математическая модель фотодинамической
терапии
и интерстициальной лаззерной термодеструкции
внутримозговых опухолей
Сигал В.Л., Бидненко В.Н., Розуменко В.Д.
Київський державний університет
він.Т. Шевченка, Інститут нейрохірургії ім.акад.
А. П. Ромоданова, АМН України, м. Київ, Україна
Фотодинамические методы, основанные на использовании фактора селективного
накопления в аномальной ткани специальных фоточувствительных веществ, с
применением лазерного излучения позволяют проводить разрушение опухолей
головного мозку, в том числе глубокорасположенных. Однако подбор фотосенсибилизато-
ров (ФС), природа механизмов фотодинамической терапии и условий проявления
ее терапевтических эффектов требуют специального изучения. Так, даже концентрации
используемых одних и тех же ФС с примерно равными условиями воздействия
на ткани и конечным результатом в разных исследованиях, в том числе и в
клинике, отличаются порядками.
С целью разработки метода фотодинамической терапии внутримозговых опухолей
головного мозку предлагается оригинальная теоретическая модель фотодинамического
процесса, которая исходит из механизма реализации разрушительного действия
на опухолевую ткань синглетного кислорода в результате реакции взаимодействия
молекул ФС с лазерным излучением. Рассматриваемая модель в первом приближении
пренебрегает образованием свободных радикалов. С учетом используемой в
оптике пропорциональности между поглощением и интенсивностью падающего
излучения расчеты для мозговой ткани в исследуемой модели показывают, что
концентрация триплетного кислорода остается практически постоянной по всей
толщине опухоли, однако, имеет тенденцию к снижению с увеличением интенсивности
излучения. Для глубины фронта распространения синглетного кислорода получена
логарифмическая зависимость от времени, что подтверждает недиффузную природу
его расширения.
Установлено, что эффект фотодинамического разрушения опухоли определяется
не интенсивностью потока лазерного излучения, а суммарной дозой, которая
поглощается опухолевой тканью в течение всего процесса фотодинамической
терапии. Такая закономерность согласуется с результатами экспериментальных
исследований. Еще один важный результат предлагаемой модели состоит в том,
что синглетный кислород практически весь сосредоточен вблизи поверхности
ткани, которая сорбировала ФС, что прежде всего объясняется локализацией
образования возбужденного ФС. Это означает, что специфические фотодинамические
эффекты, по-видимому, могут обеспечить деструкцию сравнительно небольших
опухолей. Оценка размеров разрушаемой мозговой ткани позволяет сделать
предлагаемое нами теоретическое описание. В случае объмов опухоли 1 см3
и более использование фотодинамической терапии может быть адъювантом для
последующего проведения интерстициальной лазерной локальной термотерапии
или гипертермии. Эффективность этого сочетания определяется рядом совершенно
новых, в том числе оптических, свойств опухолевой ткани, которые возникают
после ее частичного разрушения синглетным кислородом. Регулируемый тепловой
нагрев позволяет в этих условиях обеспечить гипертермические температуры,
обусловливающие деструкцию опухоли в большем ее объеме, чем при фотодинамической
терапии. Важно, что теплофизические свойства этой ткани имеют весьма небольшие
значения перфузии крови, что позволяет предложить несложные оценки для
условий проведения эффективной локальной интерстициальной термотерапии,
ибо такой процесс в этих ситуациях поддается весьма адекватному математическому
моделированию.
Таким чином, представлений принципово новий підхід в лікуванні пухлин
мозок. Побудовано математичні моделі та запропоновано методику оцінки умов,
при яких результат лікування злоякісних новоутворень з поєднаним
використанням фотодинамічної терапії та локальної інтерстиціальної лазерної
гіпертермія може бути найбільш ефективним. Попередня стаття / Наступна стаття
|