RU2329074C1 - Method of dogs' mouth tunica mucosa melanoma laser destruction - Google Patents

Abstract

FIELD: medicine, veterinary science.

SUBSTANCE: method provides melanoma injection with resonant photoabsorber as aqueous suspension of gold nanoparticles, consisting of a silicon nucleus in diameter of 100-150 nanometers, coated gold in thickness of 10-20 nanometers, particle concentration is 10¹⁰-10¹¹ particles/ml. Further melanoma is irradiated within 1 minute with laser beam with wavelength 800-1150 nanometers at optical power density 1-3 W/cm².

EFFECT: invention provides treatment of dogs' mouth tunica mucosa melanoma by means of laser destruction of tumour tissues; method is intended for veterinary science application.

1 tbl

Description

Изобретение относится к ветеринарии и может быть использовано при лечении меланомы слизистой рта у собак.The invention relates to veterinary medicine and can be used in the treatment of melanoma of the oral mucosa in dogs.

Известен способ лечения меланом кожи путем облучения лазерным излучением с длиной волны 1,06 мкм при плотности энергии 200-500 Дж/см² (описание SU 1454484, 30.01.1989).A known method of treating melanoma of the skin by irradiation with laser radiation with a wavelength of 1.06 μm at an energy density of 200-500 J / cm ² (description SU 1454484, 01/30/1989).

В известном способе при эффективном поглощении лазерного излучения клетками и соответствующем их нагреве происходит процесс коагуляции.In the known method, with the efficient absorption of laser radiation by the cells and their corresponding heating, a coagulation process takes place.

Однако распространение излучения сопровождается сильным рассеянием лазерного пучка в объеме ткани. В результате плотность мощности коллимированного пучка падает на несколько порядков, а глубина разрушения раковых клеток ограничивается величиной нескольких миллиметров.However, the propagation of radiation is accompanied by strong scattering of the laser beam in the volume of the tissue. As a result, the power density of the collimated beam drops by several orders of magnitude, and the depth of destruction of cancer cells is limited to a few millimeters.

Известен способ лечения новообразований путем воздействия на них лазерным излучением, при котором в организм пациента перед облучением внутривенно вводят фотосенсибилизаторы (В.В.Соколов и др. "Фотодинамическая терапия злокачественных опухолей основных локализаций с препаратами фотогем и фотосенс". Вопросы онкологии, №2, т.41, 1995, с.134).There is a method of treating neoplasms by exposing them to laser radiation, in which photosensitizers are injected intravenously into the patient’s body before irradiation (V.V. Sokolov et al. "Photodynamic therapy of malignant tumors of the main localizations with photogem and photosens." Oncology Issues, No. 2, Vol. 41, 1995, p. 134).

В известном способе молекулы красителя фотосенсибилизатора под воздействием оптического (лазерного) излучения переходят в возбужденное электронное состояние и при столкновении с молекулами кислорода переводят их в возбужденное синглетное состояние. В этом химически активном состоянии происходят эффективное взаимодействие молекул кислорода с плазматическими мембранами раковых клеток и разрушение последних в момент облучения лазерным излучением.In the known method, the dye molecules of the photosensitizer under the influence of optical (laser) radiation are transferred to an excited electronic state and when they collide with oxygen molecules, they are transferred to an excited singlet state. In this chemically active state, oxygen molecules interact effectively with the plasma membranes of cancer cells and destroy them at the time of exposure to laser radiation.

Однако известный способ позволяет разрушить меланому на глубине не более 1 мм и, следовательно, может быть применим только на ранних стадиях развития опухолевого процесса - при небольших размерах новообразования. Обусловлено это тем, что используемые фотодинамические сенсибилизаторы типа фотосенс и т.п. имеют максимум спектрального поглощения в красной области спектра (630 нм), а излучение с данной длиной волны не может глубоко проникнуть в биоткань из-за сильного рассеяния, достигающего на данной длине волны величин 10-20 см^-1.However, the known method allows you to destroy melanoma at a depth of not more than 1 mm and, therefore, can only be used in the early stages of the development of the tumor process - with small sizes of tumors. This is due to the fact that the used photodynamic sensitizers such as photosens, etc. have a maximum spectral absorption in the red spectral region (630 nm), and radiation with a given wavelength cannot penetrate deep into the biological tissue due to strong scattering, reaching 10-20 cm ^-1 at a given wavelength.

Наличие фотосенсибилизатора в здоровых тканях негативно отражается на организме пациента вследствие его токсичности, поэтому в течение периода физиологического вывода красителя требуется соблюдение строгого темнового режима.The presence of a photosensitizer in healthy tissues negatively affects the patient's body due to its toxicity, therefore, a strict dark regime is required during the period of physiological withdrawal of the dye.

Задача изобретения - разработка эффективного способа лазерной деструкции меланом слизистой рта у собак.The objective of the invention is the development of an effective method of laser destruction of melanoma of the oral mucosa in dogs.

Технический результат от использования изобретения - повышение эффективности разрушения меланомы с глубиной поражения более 1 миллиметра при минимальном негативном воздействии на клетки здоровых тканей.The technical result from the use of the invention is to increase the destruction efficiency of melanoma with a lesion depth of more than 1 millimeter with minimal negative impact on healthy tissue cells.

Технический результат достигается тем, что в способе лазерной деструкции меланомы слизистой рта у собак, включающем введение резонансного фотопоглотителя и облучение лазерным излучением с длиной волны, соответствующей максимуму поглощения, в качестве фотопоглотителя используют водную суспензию золотых наночастиц, состоящих из кремниевого ядра диаметром 100-150 нм, окруженного оболочкой золота толщиной 10-20 нм, с концентрацией 10¹⁰-10¹¹ частиц/мл, которую инъецируют в меланому, а облучение проводят лазерным пучком с длиной волны 800-1150 нм при плотности оптической мощности 1-3 Вт/см² в течение одной минуты.The technical result is achieved by the fact that in the method of laser destruction of melanoma of the oral mucosa in dogs, including the introduction of a resonant photo-absorber and irradiation with laser radiation with a wavelength corresponding to the absorption maximum, an aqueous suspension of gold nanoparticles consisting of a silicon core with a diameter of 100-150 nm is used as a photo-absorber surrounded by a shell of gold with a thickness of 10-20 nm, with a concentration of 10 ¹⁰ -10 ¹¹ particles / ml, which is injected into melanoma, and irradiation is carried out with a laser beam with a wavelength of 800-1150 nm at lots of optical power 1-3 W / cm ² for one minute.

Сущность способа заключается в том, что используемый фотопоглотитель в виде водной суспензии золотых наночастиц позволяет полностью исключить токсическое воздействие на здоровые ткани. Используемые золотые наночастицы выбранных размеров имеют максимум плазмонно-резонансного поглощения в оптическом диапазоне 800-1150 нм. При выбранных эмпирических параметрах и режимах облучения (диапазон длины волны, плотности оптической мощности лазерного излучения и время экспозиции) возникает комбинированное оптимальное физико-химическое воздействие, при котором достигается максимальный деструкционный эффект по всему объему опухоли.The essence of the method lies in the fact that the photo-absorber used in the form of an aqueous suspension of gold nanoparticles completely eliminates the toxic effect on healthy tissues. Used gold nanoparticles of selected sizes have a maximum of plasmon resonance absorption in the optical range of 800-1150 nm. With the selected empirical parameters and irradiation modes (wavelength range, optical power density of laser radiation and exposure time), a combined optimal physicochemical effect occurs, in which the maximum destruction effect is achieved throughout the tumor volume.

При этом выбор нижнего значения диапазона длины волны лазерного излучения (800 нм) обеспечивает максимальную глубину проникновения за счет уменьшения влияния рассеяния в биоткани. Выбор верхней границы значений диапазона длин волн (1150 нм) обусловлен особенностями спектра поглощения воды.At the same time, the choice of the lower value of the laser radiation wavelength range (800 nm) provides the maximum penetration depth by reducing the effect of scattering in biological tissue. The choice of the upper limit of the wavelength range (1150 nm) is due to the characteristics of the absorption spectrum of water.

Осуществляют способ лазерной деструкции меланомы следующим образом.Carry out a method of laser destruction of melanoma as follows.

Больному животному в объем меланомы слизистой рта инъецируют водную суспензию наночастиц и далее ее облучают лазерным пучком с длиной волны в диапазоне 800-1150 нм при плотности оптической мощности 1-3 Вт/см² в течение одной минуты. Дозу вводимого фотопоглотителя, плотность оптической мощности, длину волны и время облучения выбирают дифференцированно, исходя из размеров опухоли меланомы, состояния больного животного и т.п.An aqueous suspension of nanoparticles is injected into the volume of melanoma of the oral mucosa in a sick animal and then it is irradiated with a laser beam with a wavelength in the range of 800–1150 nm with an optical power density of 1-3 W / cm ² for one minute. The dose of absorbent injected, the optical power density, wavelength and irradiation time are selected differentially based on the size of the melanoma tumor, the condition of the sick animal, etc.

Способ апробирован при лечении 15 собак с меланомами слизистой рта. В таблице приведены обобщенные данные проведенных экспериментов по лазерной деструкции опухолей (меланом) - инъецируемые дозы фотопоглотителей, режимы облучения и итоговые результаты воздействия.The method has been tested in the treatment of 15 dogs with melanomas of the oral mucosa. The table summarizes the results of experiments on laser destruction of tumors (melanomas) —injectable doses of photoabsorbers, irradiation regimes, and final exposure results.

ТаблицаTable Размер опухоли (объем/глубина)Tumor size (volume / depth) Доза фотопоглотителя мл,Dose absorber ml, Длина волны, нмWavelength nm Плотность оптической мощности, Вт/см² The density of optical power, W / cm ² Время облучения, минIrradiation time, min Глубина воздействия, ммDepth of influence, mm Результат)*Result)* 0,5 см³/5 мм0.5 cm ³ / 5mm 0,50.5 800800 1one 1one 55 некрозnecrosis 1,0 см³/10 мм1.0 cm ^3/10 mm 1,01,0 960960 22 1one 1010 некрозnecrosis 1,5 см³/15 мм1.5 cm ^3/15 mm 1,51,5 11501150 33 1one 15fifteen некрозnecrosis )* - патологические морфологические изменения) * - pathological morphological changes

Claims (1)

Способ лазерной деструкции меланомы слизистой рта у собак, включающей введение резонансного фотопоглотителя и облучение лазерным излучением с длиной волны, соответствующей максимуму поглощения, отличающийся тем, что в качестве фотопоглотителя используют водную суспензию золотых наночастиц, состоящих из кремниевого ядра диаметром 100-150 нм, окруженного оболочкой золота толщиной 10-20 нм, с концентрацией 10¹⁰-10¹¹ частиц/мл, которую инъецируют в меланому, а облучение проводят лазерным пучком с длиной волны 800-1150 нм при плотности оптической мощности 1-3 Вт/см² в течение 1 мин.A method of laser destruction of melanoma of the oral mucosa in dogs, comprising introducing a resonant photo-absorber and irradiating with laser radiation with a wavelength corresponding to the absorption maximum, characterized in that an aqueous suspension of gold nanoparticles consisting of a silicon core with a diameter of 100-150 nm surrounded by a shell is used as a photo-absorber gold 10-20 nm thick, with a concentration of 10 ¹⁰ -10 ¹¹ particles / ml, which is injected into melanoma, and irradiation is performed with a laser beam with a wavelength of 800-1150 nm at a density optical cardinality awn 1-3 W / cm ² for 1 min.