Лазер против рака
МедицинаВ ФИАНе разработан (совместно с коллегами из Северо-Западного медицинского университета) новый способ лечения базально-клеточного рака кожи, в основе которого - использование лазерной установки на парах меди.
- YA2014
На рисунке: Аппарат лазерный на парах меди «Яхрома-Мед"
Опухоли кожи по распространенности занимают третье место в структуре злокачественных новообразований. Наиболее заслуживающим внимания в плане поиска путей его лечения считается базально-клеточный рак кожи (БКРК). Тем более, что «традиционные» проблемы, характерные для всех раковых заболеваний, здесь часто сопровождаются косметическими и, как следствие, психологическими последствиями. Дело в том, что БКРК развивается в основном на открытых участках кожи: лице и шее, реже - на руках и ногах, и, совсем редко, на других частях тела. Поэтому, разрабатывая те или иные методы лечения, медикам приходится учитывать и необходимость минимизации последствий для внешности пациента.
«Базально-клеточный рак кожи - самая частая злокачественная опухоль кожи, доля которой среди злокачественных эпителиальных опухолей кожи составляет от 45,0 до 97%, а уровень заболеваемости ежегодно увеличивается на 2,5−5,0%.
Что касается лечения БКРК, то в настоящее время используют: криодеструкцию, модификаторы биологического ответа (интерферон-а, интерлейкин-2, крем имиквимод), а также фотодинамическую терапию с локальным фотосенсибилизатором. При этом модификаторы биологического ответа характеризуются высокой стоимостью и рядом побочных эффектов, в первую очередь, - гриппоподобным синдромом. А применение фотодинамической терапии сопровождается болью и косметическими недостатками, вплоть до перфорации носовой перегородки, стойкой гипер- и депигментацией на месте удаленной опухоли» - пояснила профессор Северо-Западного медицинского университета Светлана Викторовна Ключарева.
Можно также вспомнить и о традиционных способах лечения базалиом - хирургии и лучевой терапии. Однако хирургическое вмешательство весьма проблематично при новообразованиях на лице и неизбежно сопровождается появлением послеоперационных рубцов. В случае же лучевой терапии, помимо высокой продолжительности (около 20 сеансов), происходит склерозирование глубоколежащих сосудов, а также образуются лучевые язвы. Дополнительным «бонусом» во втором случае становится и поражение прилегающих к опухоли здоровых участков кожи. К тому же оба метода характеризуются высоким риском рецидивов.
Появление лазерных медицинских приборов дало онкологам надежду, что эти, как и многие другие проблемы будут наконец-то решены. Применение таких систем в онкологии можно условно разделить на два типа: операции, в ходе которых происходит удаление участка пораженной кожи, и операции, избирательно нацеленные на ликвидацию патологических структур без повреждения эпидермиса.
Операции первого типа, называемые абляционными, по своему эффекту вполне сравнимы с классическим хирургическим вмешательством. Отличие состоит в том, что, благодаря эффекту фотокоагуляции, операции с использованием лазерных «скальпелей» почти бескровны, период восстановления намного короче, а риск послеоперационных осложнений - ниже.
Операции второго типа - неабляционные - по своей сути являются уникальными и с точки зрения механизма воздействия на ткани, и с точки зрения получаемого эффекта. При этих операциях ликвидация определенных под- или внутрикожных образований достигается путем использования лазерных аппаратов с определенной длиной волны и режимом излучения. Искомые параметры обеспечивают поглощение излучаемого лазерного света хромофором мишени, что приводит к ее разрушению за счет перехода энергии излучения в тепловую (эффект лазерного фототермолиза). Мишенями лазерного воздействия в этих случаях могут быть и гемоглобин эритроцитов, и меланин, и любые другие окрашенные структуры.
Однако и здесь также существуют побочные эффекты. При операциях первого типа наиболее частыми являются появления послеоперационных рубцов, к тому же по-прежнему довольно-таки высок риск рецидивов. А при операциях второго типа часто происходит тепловое поражение прилегающих к опухоли участков кожи.
«Таким образом, проблема лечения разновидностей БКРК остается нерешенной и требует дальнейшего совершенствования, особенно это касается лазерных систем, а потому поиск методов, которые позволяют добиться лучших косметических результатов, сократить сроки эпителизации и уменьшить количество рецидивов, по-прежнему весьма актуален» - заключает профессор С.В. Ключарева.
Одним из таких решений, направленных на лечение БКРК с минимизацией побочных эффектов, стала разработанная в ФИАНе «Яхрома-Мед» - лазерная медицинская система на парах меди, которая использует импульсы на желтой (578 нм) и зеленой (511 нм) частях спектра при пиковой мощности в несколько киловатт. Преимуществом такого подхода является возможность селективного воздействия на пораженные участки кожи.
«Выбор лазера на парах меди не случаен: он позволяет проводить селективную фотодеструкцию сосудов, вызывая регрессию опухоли, - рассказывает руководитель проекта, старший научный сотрудник Лаборатории полупроводниковых лазеров с электронной накачкой ФИАН Игорь Владимирович Пономарев. - Зеленым светом лучше удаляются поверхностные образования, а желтым - более глубокие. За счет этого, с помощью «Яхрома-Мед» возможно удаление как поверхностных, так и более агрессивных инфильтративных опухолей. Использование такого селективного подхода оказывается весьма эффективным для лечения БКРК.»
При развитии опухолевой ткани, в ней происходит формирование добавочных патологических сосудов: клетки опухоли сами инициируют образование новых сосудов за счет выработки сосудистого фактора роста. Эти многочисленные «новорожденные» патологические сосуды по своей природе извитые и несостоятельные: в них отсутствует нормальная архитектоника сосудистой стенки, благодаря чему они более хрупки, эластичны и способны острее реагировать на внешние воздействия - тепло, излучение определенной длины волны и пр., - под воздействием которых происходит более эффективное их разрушение. В результате разрушения подобных сосудов происходит нарушение кровоснабжения опухоли, что приводит не только к ее разрушению, но и предотвращению обратного развития, а так же сокращению возможности рецидивировать.
- ipon1
На рисунке: Схема воздействия на питающие опухоль сосуды.Желтый свет лазера разрушает опухоль, оставляя кожные ткани неповрежденными
Последовательность наносекундных импульсов с очень высокой частотой повторения (16 кГц), вырабатываемых «Яхрома-Мед», позволяет накапливать тепло именно на пораженных сосудах. Наряду с низкой, ~10-5 Дж, энергией импульсов, такая высокая частота позволяет добиться эффекта фотокоагуляции в пораженных участках с минимальными последствиями от теплового воздействия. Как результат - устранение не только медицинских, но и косметических побочных эффектов от лечения.
Создание лазера - сама по себе задача не из легких. Однако она сильно усложняется, когда речь заходит о медицинском применении. Ведь требования к таким установкам более жесткие, чем к любому другому прибору. Поэтому любые аппараты, предназначенные для медицинских целей, проходят довольно-таки длительные сроки клинических испытаний.
Не обошла эта участь и «Яхрома-Мед» - от постановки задачи медиками и разработки идеи ее реализации физиками до начала выпуска лазерной системы прошли годы. Продолжительные клинические испытания, проводимые совместно с сотрудниками Северо-Западного медицинского университета, показали высокую эффективность разработки ученых.
- ipon2
На рисунке: Схема воздействия излучения на сосуды: (а) желтое излучение воздействует только на сосуд,без дополнительного влияния на остальные хромофоры; (б) прилегающие к больным сосудам ткани после лечения остаются неповрежденными
В ходе клинических испытаний было доказано, что за один сеанс с помощью аппарата «Яхрома-Мед» можно пролечить размер опухоли от 10 см при плоской форме до 4 см при узловой форме. Размер фокусировки лазерного луча - около 1 мм - позволяет лечить БКРК любой локализации, даже по краю нижнего века.
Немаловажный факт: процесс лечения с помощью «Яхрома-Мед» переносится пациентами без анестезии, в отличие от других распространенных, но более агрессивных, методов воздействия. Разработанная в ФИАН система оснащена микроконтроллерной системой управления, с помощью которой врач может задать необходимую ему программу работы. А демонстрация режима работы системы на цветном дисплее обеспечивает полный контроль за ходом операции.
При этом число рецидивов после использования «Яхрома-Мед» было снижено в 3 раза, сильно сократились сроки восстановления после операции, более, чем в 2 раза уменьшились случаи возникновения каких-либо осложнений. За счет высокой селективности предлагаемого метода увеличились и положительные оценки в области косметологической реабилитации.
При всех своих положительных качествах и параметрах, во многом превосходящим имеющиеся у западных конкурентов аналоги, аппарат стоит в разы ниже. Это, несомненно, хороший дополнительный «бонус», особенно на отечественном рынке медицинских товаров - «Яхрома-Мед» доступен не только крупным онкологическим центрам.
За время разработки и клинических испытаний разработчики «Яхрома-Мед», помимо необходимых разрешительных документов и лицензии, получили ряд патентов на свои разработки - настолько уникальны предлагаемые ими технические решения. Была отработана методика использования аппарата не только для онкологических, но и чисто косметологических задач: лечение сосудистых «звездочек», родимых пятен, лентиго
В настоящее время установка получила официальное разрешение на использование в медицинских учреждениях, и уже начала внедряться как в отечественных, так и зарубежных клиниках.