Способ лечения спонтанных опухолей домашних животных и устройство для лечения

Группа изобретений относится к области медицины и ветеринарии. Способ включает последовательное внутривенное введение бинарной каталитической системы (БКС): катализатора окисления - металлокомплекса, и субстрата окисления - аскорбиновой кислоты (АК). Катализатор окисления вводят в максимально переносимой или более низких дозах, а АК - в дозах, соответствующих молярному соотношению металлокомплекс: АК = 1:10. Способ также включает локальную гипертермию опухоли лазерным облучением в ближнем инфракрасном диапазоне длин волн. Температуру опухоли поддерживают в диапазоне 43-45°C регулировкой плотности мощности лазерного излучения. Облучение прекращают после достижения минимальной плотности мощности, обеспечивающей поддержание температуры опухоли в заданном температурном диапазоне. Заявленное устройство содержит лазер с излучением в ближнем инфракрасном диапазоне длин волн с системами включения, отключения и регулирования мощности излучения, оптическую систему формирования лазерного пучка, систему контроля температуры тканей опухоли, выход которой соединен с входом системы отрицательной обратной связи лазера, систему контроля плотности мощности лазерного излучения. Устройство содержит дополнительно регулируемый дискриминатор плотности мощности излучения. Вход дискриминатора плотности мощности лазерного излучения соединен с выходом системы контроля плотности мощности лазерного излучения. Выход дискриминатора соединен с входом системы отключения лазерного излучения. Заявленная группа изобретений обеспечивает повышение эффективности лечения. 2 н. и 3 з.п. ф-лы, 1 ил., 1 пр.

 

Настоящее изобретение относится к медицине и ветеринарии и может быть использовано при лечении злокачественных опухолей.

Известен способ подавления роста опухолей путем применения бинарной каталитической системы (БКС), который заключается в последовательном внутривенном введении лабораторным животным с перевиваемой опухолью металлокомплекса - катализатора окисления субстрата, и аскорбиновой кислоты (АК) - субстрата окисления. Катализатор окисления, накапливаясь в опухолевой ткани, приводит к каталитическому окислению субстрата, в результате чего происходит образование высокореакционных активных форм кислорода, в том числе гидроперекиси и свободных радикалов, обладающих высоким цитотоксическим потенциалом. В качестве катализатора окисления применяют соли окта-4,5-карбоновой кислоты фталоцианина кобальта Терафтал (ТФ) [патент РФ 2106146, 10.03.98 г] или их эфиры (Эфитер) [патент РФ 2172319, 20.08.01 г]. Проведенные исследования показали, что этот способ позволяет добиться торможения роста опухоли и увеличения продолжительности жизни мышей.

Недостатком данного способа является невысокая противоопухолевая активность указанных БКС при монотерапии, которая заключается в отсутствии регрессии опухоли.

Для повышения противоопухолевой активности БКС при лечении лабораторных животных (мышей) с перевиваемыми опухолями предложен способ подавления роста опухоли, сочетающий применение БКС «Металлокомплекс + АК» и лазерной гипертермии, в котором животному внутривенно вводят металлокомплекс - катализатор окисления субстрата в максимально переносимых или более низких дозах. Затем внутривенно вводят АК в дозах, соответствующих молярному соотношению металлокомплекс:АК, равному 1:5-1:30, после чего проводят нагрев опухоли лазерным излучением с длиной волны от 800 нм при температуре не ниже 41°C в течение времени не менее 5 мин [патент РФ 2376999, 27.12.2009 г. - прототип].

Однако авторами экспериментально обнаружено, что данный способ подавления роста опухоли, при указанных в нем характеристиках лазерного излучения, выбранных для лечения перевиваемых опухолей мышей, не дает заметного противоопухолевого эффекта при лечении спонтанных опухолей естественного происхождения. Спонтанные опухоли отличаются разнообразием гистологических типов (рак кожи, базалиомы, мастоцитомы, меланомы, гистиоцитомы, фибросаркомы и т.п.), локализацией в участках тела с различным микроокружением (кровоснабжение, ангио- и васкулогенез, лимфоотток и т.п.), имеют достаточно протяженную зону инвазии в окружающие ткани и соответственно рецидивируют, способны к метастазированию. Эти характеристики определяют также и чувствительность к лечению. В связи с вышесказанным подбор оптимальных параметров лазерного облучения, воздействующего на опухоль, должен быть выполнен в условиях, адекватных или максимально приближенных к реальной онкологической ситуации, т.е. на спонтанных злокачественных опухолях. Выбранные параметры лазерного облучения (его интенсивности и длительности) должны обеспечивать максимальное воздействие на опухоль и достижение полной ремиссии опухолевого процесса без необратимого повреждения окружающих нормальных тканей.

Известно устройство для лечения опухолей домашних животных с помощью лазерной гипертермии, включающее лазер с длиной волны излучения в ближнем инфракрасном диапазоне от 800 нм, содержащий системы включения, отключения и регулирования мощности лазерного излучения, оптическую систему формирования лазерного пучка, обеспечивающую заданное распределение плотности мощности излучения по поверхности облучаемой опухоли; систему контроля температуры тканей облучаемой опухоли, выход которой соединен с входом системы отрицательной обратной связи лазера, и систему контроля плотности мощности излучения лазера [патент РФ 2196623, 20.01.2003 г. - прототип].

Недостаток известного устройства состоит в том, что длительность облучения задается оператором вручную или автоматически таймером с заранее заданным временем облучения без контроля достаточности воздействия для достижения эффекта. В силу этих особенностей известное устройство не обеспечивает возможность оптимизировать время облучения и достижение максимальной терапевтической эффективности лечения при минимальном повреждении окружающих тканей.

В заявляемом изобретении решается задача повышения эффективности противоопухолевой терапии.

Указанная задача решается тем, что способ лечения опухолей домашних животных характеризуется последовательным внутривенным введением бинарной каталитической системы (БКС): катализатора окисления (металлокомплекс) и субстрата окисления (аскорбиновая кислота) (АК), катализатор окисления вводят в максимально переносимой или более низких дозах, а АК - в дозах, соответствующих молярному соотношению металлокомплекс:АК = 1:10, и локальной гипертермией опухоли лазерным излучением в ближнем инфракрасном диапазоне длин волн, температуру опухоли поддерживают в диапазоне 43-45°C регулировкой плотности мощности лазерного излучения и прекращают облучение после достижения минимальной плотности мощности, обеспечивающей поддержание температуры опухоли в заданном температурном диапазоне.

Указанная задача решается также тем, что облучение начинают при плотности мощности лазерного излучения не ниже 3 Вт/см².

Указанная задача решается также тем, что облучение прекращают после достижения плотности мощности 0,8 Вт/см².

Указанная задача решается тем, что устройство для лечения опухолей домашних животных содержит лазер с излучением в ближнем инфракрасном диапазоне длин волн с системами включения, отключения и регулирования мощности лазерного излучения, оптическую систему формирования лазерного пучка, систему контроля температуры тканей опухоли, выход которой соединен с входом системы отрицательной обратной связи лазера, и систему контроля плотности мощности лазерного излучения, устройство содержит дополнительно регулируемый дискриминатор плотности мощности лазерного излучения, вход дискриминатора соединен с выходом системы контроля плотности мощности лазерного излучения, а выход соединен с входом системы отключения лазерного излучения.

Указанная задача решается также тем, что устройство для лечения опухолей домашних животных содержит дополнительно регулируемый таймер отключения лазерного излучения, через который выход дискриминатора плотности мощности лазерного излучения соединен с входом системы отключения лазерного излучения.

Сущность изобретения поясняется Фиг.1.

Использованы следующие обозначения:

1 - лазер;

2 - система включения лазерного излучения;

3 - система отключения лазерного излучения;

4 - система регулирования мощности лазерного излучения;

5 - оптическая система формирования лазерного пучка;

6 - облучаемая опухоль;

7 - система контроля температуры тканей опухоли;

8 - система отрицательной обратной связи лазера;

9 - система контроля плотности мощности лазерного излучения;

10 - регулируемый дискриминатор плотности мощности лазерного излучения;

11 - регулируемый таймер отключения лазерного излучения.

Устройство для лечения опухолей домашних животных содержит лазер 1 с системой включения 2, системой отключения 3, системой регулирования 4 мощности лазерного излучения, оптическую систему формирования 5 лазерного пучка, систему контроля температуры 7 тканей опухоли, выход которой соединен с входом системы отрицательной обратной связи 8 лазера, систему контроля плотности мощности 9 лазерного излучения, регулируемый дискриминатор 10 плотности мощности излучения лазера, регулируемый таймер 11 отключения лазера, вход дискриминатора 10 плотности мощности лазерного излучения соединен с выходом системы контроля 9 плотности мощности лазерного излучения, выход - с входом регулируемого таймера 11 отключения лазерного излучения, выход таймера 11 соединен с входом системы отключения 2 лазерного излучения.

Предлагаемое устройство работает следующим образом. После внутривенного введения животному металлокомплекса и АК включают лазер 1 и систему включения 2 лазерного излучения, затем с помощью оптической системы 5 формируют лазерный пучок на опухоли 6. Предварительно задают уровень мощности с помощью системы регулирования 4 мощности лазерного излучения таким образом, чтобы с учетом размеров опухоли 6 плотность мощности лазерного излучения достигала или превышала 3 Вт/см². Плотность мощности лазерного излучения контролируют с помощью системы контроля 9 плотности мощности, температуру ткани опухоли в зоне облучения - с помощью системы контроля температуры 7 тканей опухоли. Поскольку система контроля температуры 7 тканей опухоли соединена с системой 8 отрицательной обратной связи лазера, плотность мощности лазерного излучения выходит на уровень, при котором обеспечивается заданная температура в диапазоне 43-45°C. Воздействие приводит к нарушению кровотока в опухоли, отведение тепла снижается, что вызывает рост температуры в зоне нагрева выше указанных пределов. При этом с выхода системы контроля температуры 7 тканей опухоли на вход системы 8 отрицательной обратной связи лазера поступает сигнал на снижение плотности мощности лазерного излучения, необходимой для обеспечения заданной температуры. При продолжении воздействия происходит ухудшение кровотока в опухоли и соответственно снижение теплоотвода, что приводит к дальнейшему снижению плотности мощности лазерного излучения, необходимой для обеспечения заданной температуры. В результате воздействия кровоток в опухоли прекращается, теплопроводность стабилизируется и заданная температура обеспечивается при уровне плотности мощности лазерного излучения, лежащем, как правило, вблизи 0,8 Вт/см². Дальнейшее облучение не приводит к дополнительному повреждающему воздействию на опухоль, поэтому по истечении времени, задаваемого регулируемым таймером 11 отключения лазерного излучения и обычно не превышающего 5 мин, с выхода таймера поступает сигнал на вход системы 3 отключения лазерного излучения и облучение прекращается.

Испытания проводили на 13 домашних животных (собаках и кошках) со спонтанными поверхностными опухолями. В результате предварительных обследований у животных были выявлены злокачественные опухоли эпителиального (карцинома слизистой правого носового хода, неороговевающий плоскоклеточный рак кожи и дисневого края верхней челюсти), мезенхимального (фибросаркома, лимфома, мастоцитома), гистиоцитарного (гистиоцитарная саркома, злокачественная фиброзная гистиоцитома кожи) и меланоцитарного (меланома) происхождения.

Животным внутривенно вводили бинарную каталитическую систему (БКС): Терафтал (ТФ)+АК - в стандартных дозах, затем проводили лазерную гипертермию (ЛГТ) опухоли излучением непрерывного полупроводникового лазера «ЛФД-01/800-Биоспек» с длиной волны 797 нм в течение 15-30 минут. Температура облучаемой опухоли составляла 43-45°C. Контроль температуры облучаемой опухоли осуществлялся неконтактным инфракрасным термометром (AZ Instrument, USA) на поверхности узла.

Схема терапии: за 1 час 45 минут до ЛГТ вводили ТФ и АК внутривенно капельно в дозах 90 и 220 мг/м² соответственно с интервалом между их введениями 15 минут, затем через 45 минут проводили облучение с использованием предлагаемого устройства.

Размеры опухоли измеряли до и после лечения. Дополнительно проводили полное клиническое обследование для выявления метастазирования и возможных побочных эффектов. Наблюдение за животными проводилось в течение 4 месяцев после воздействия. Для оценки противоопухолевого эффекта использовали рекомендованные ВОЗ показатели:

- полная ремиссия, регрессия опухоли;

- частичная ремиссия, уменьшение размеров опухоли не менее чем на 50%;

- стабилизация роста опухоли, уменьшение размеров опухоли менее 50% или отсутствие отрицательной динамики;

- объективный эффект (полная ремиссия + частичная ремиссия);

- контроль роста опухоли (полная ремиссия + частичная ремиссия + стабилизация).

Примеры заявляемого способа лечения опухолей с использованием заявляемого лазерного устройства.

Пример 1

Собака, самец, 8 лет, кличка «Алтай». Диагноз: карцинома слизистой оболочки правого носового хода. Образование имеет округлую форму размерами 8,0×5,0×5,0 мм³ с гладкой однородной поверхностью.

Внутривенно капельно вводили последовательно ТФ в дозе 90 мг/м² и АК в дозе 220 мг/м², однократно, с интервалом 15 минут между их введениями. Затем проводили ЛГТ опухоли с применением предлагаемого устройства при температуре 43-45°C, начальной плотности мощности 3 Вт/см, плотности мощности при окончании 0,8 Вт/см². Время облучения составило 15 минут.

Результаты лечения: на 12 сутки после окончания лечения проведено обследование. Достигнута полная регрессия опухоли. Через 96 суток после окончания лечения признаков опухоли не выявлено.

Пример 2

Собака, самец, 10 лет, кличка «Гоша». Диагноз: плоскоклеточный неороговевающий рак дисневого края верхней челюсти. Образование имеет элипсовидную форму размерами 55,0×21,0×8,0 мм³ с бугристой поверхностью.

Внутривенно капельно вводили последовательно ТФ в дозе 90 мг/м² и АК в дозе 220 мг/м², однократно, с интервалом 15 минут между их введениями. Затем проводили ЛГТ опухоли с применением предлагаемого устройства при температуре 43-45°C, начальной плотности мощности 3 Вт/см², плотности мощности при окончании 0,8 Вт/см². Время облучения составило 20 минут.

Результаты лечения: на 12 сутки после окончания лечения проведено обследование. Достигнута полная регрессия опухоли. Через 96 суток после окончания лечения признаков опухоли не выявлено.

Результаты испытаний на 13 домашних животных следующие: полная ремиссия достигнута у 31% животных, частичная ремиссия - у 15% животных, стабилизация - у 23% животных. Объективный эффект составил 46%, контроль роста опухоли 69%. У 31% животных наблюдалось прогрессирование опухолевого процесса.

Достигнутая эффективность лечения при применении предлагаемого способа с использованием предлагаемого лазерного устройства превышает эффективность известных методов. Предлагаемый способ и лазерное устройство могут найти широкое применение в онковетеринарии.

1. Способ лечения спонтанных опухолей домашних животных, характеризующийся последовательным внутривенным введением бинарной каталитической системы (БКС): катализатора окисления - металлокомплекса и субстрата окисления - аскорбиновой кислоты (АК), катализатор окисления вводят в максимально переносимой или более низких дозах, а АК - в дозах, соответствующих молярному соотношению металлокомплекс: АК = 1:10, и локальной гипертермией опухоли лазерным облучением в ближнем инфракрасном диапазоне длин волн, температуру опухоли поддерживают в диапазоне 43-45°C регулировкой плотности мощности лазерного излучения, а прекращают облучение после достижения минимальной плотности мощности, обеспечивающей поддержание температуры опухоли в заданном температурном диапазоне.

2. Способ лечения по п.1, отличающийся тем, что облучение начинают при плотности мощности не ниже 3,0 Вт/см².

3. Способ лечения по п.1, отличающийся тем, что облучение прекращают не более чем через 5 мин после достижения плотности мощности 0,8 Вт/см.

4. Лазерное устройство для лечения спонтанных опухолей домашних животных, характеризующееся тем, что оно содержит лазер с излучением в ближнем инфракрасном диапазоне длин волн с системами включения, отключения и регулирования мощности излучения, оптическую систему формирования лазерного пучка, систему контроля температуры тканей опухоли, выход которой соединен со входом системы отрицательной обратной связи лазера, систему контроля плотности мощности лазерного излучения, устройство содержит дополнительно регулируемый дискриминатор плотности мощности излучения, вход дискриминатора плотности мощности лазерного излучения соединен с выходом системы контроля плотности мощности лазерного излучения, выход дискриминатора соединен со входом системы отключения лазерного излучения.

5. Лазерное устройство по п.4, отличающееся тем, что оно содержит дополнительно регулируемый таймер отключения лазерного излучения, через который выход дискриминатора плотности мощности лазерного излучения соединен со входом системы отключения лазерного излучения.