Biomedical Photonics (BMP - E-Journal)
Not a member yet
274 research outputs found
Sort by
Фотодинамическая терапия в лечении больных грибовидным микозом
Get PDFThe review highlights the current understanding of the epidemiology, etiology, pathogenesis, existing classifications of mycosis fungoides. Methods for diagnosis and treatment of the pathology are described, among which photodynamic therapy (PDT) plays an important role. The main advantages of PDT for mycosis fungoides include the absence of systemic toxicity, non-invasiveness, selectivity, absence of carcinogenic potential, the possibility of repeated courses of treatment, and good cosmetic results. This review collects and analyzes the results of clinical trials of PDT in patients with mycosis fungoides. The analysis showed high efficiency of PDT in patients with mycosis fungoides with isolated or limited spots and plaques. PDT can be considered as the therapy of choice in patients with facial lesions when a good cosmetic result is one of the main requirements, and radiation therapy, nitrogen mustard or carmustine can leave permanent and visible scars. Plaques located in the axillary or inguinal skin folds that are inaccessible to phototherapy can also be treated with PDT.В обзоре освещены современные представления об эпидемиологии, этиологии, патогенезе, существующих классификациях грибовидного микоза. Описаны методы диагностики и лечения патологии, важную роль среди которых играет фотодинамическая терапия (ФДТ). К основным преимуществам ФДТ грибовидного микоза относятся отсутствие системной токсичности, неинвазивность, избирательность действия, отсутствие канцерогенного потенциала, возможность проведения повторных курсов лечения и хорошие косметические результаты. В настоящем обзоре собраны и проанализированы результаты клинических исследований ФДТ пациентов с грибовидным микозом. Анализ показал высокую эффективность ФДТ у пациентов с грибовидным микозом с изолированными или ограниченными пятнами и бляшками. ФДТ можно рассматривать как терапию выбора у пациентов с очагами на лице, когда одним из основных требований является хороший косметический результат, а лучевая терапия, азотный иприт или кармустин могут оставить постоянные и видимые шрамы. Бляшки, расположенные в подмышечных или паховых складках кожи, недоступные для фототерапии, также можно лечить с помощью ФДТ
Исследование острой токсичности монокатионного производного хлорина е6 – перспективного фотосенсибилизатора для антимикробной и противоопухолевой фотодинамической терапии
Get PDFIn this experimental work the acute toxicity of a chemically modified derivative of the natural pigment chlorophyll a called monocationic chlorin e6, which is a promising photosensitizer (PS) for antimicrobial and antitumor photodynamic therapy, was studied using white rats. The advantages of the PS under investigation are an intense absorption in the long-wavelength region of the visible spectrum, a sufficiently high quantum yield of singlet oxygen generation, pronounced amphiphilic properties along with an appropriate solubility in water, and a high level of photocytotoxic- ity in relation to both malignant HeLa cells and antibiotic-resistant hospital strains of E. сoli bacteria., P. aerugenosa and others. It has been shown that the value of LD50 of the considered PS can be calculated as the value of 100 mg/kg. In the reproduced experimental model of acute toxicity, pathomorphological changes in the vital organs of laboratory animals indicate a pronounced vasopathic effect of the drug with the development of cerebral edema and respiratory distress syndrome, which have become the main signs of thanatogenesis.На белых крысах изучены особенности острой токсичности химически модифицированного производного природного пигмента хлорофилла а монокатионного хлорина e6 – перспективного фотосенсибилизатора (ФС) для антимикробной и противоопухолевой фотодинамической терапии. Преимуществами ФС являются интенсивное поглощение в длинноволновой области видимого спектра, достаточно высокий квантовый выход генерации синглетного кислорода, выраженные амфифильные свойства наряду с хорошей растворимостью в воде и высокий уровень фотоцитотоксичности в отношении как злокачественных клеток линии HeLa, так и антибиотикорезистентных госпитальных штаммов бактерий E. coli, P. Aerugenosa и других. Величина ЛД50 для монокатионного хлорина e6 составляет 100 мг/кг массы тела. В воспроизведенной экспериментальной модели острой токсичности патоморфологические изменения жизненно важных органов лабораторных животных свидетельствуют о выраженном вазопатическом действии препарата с развитием отека головного мозга и респираторного дистресс-синдрома, ставшими основными звеньями танатогенеза
Фотодинамическая терапия больной с впч–ассоциированной lsil шейки матки (клиническое наблюдение)
Get PDFThe article describes a clinical example of timely, safe and effective photodynamic therapy (PDT) in a patient diagnosed with human papillomavirus (HPV) CIN I-associated cervical cancer after ineffective vaccination with 4-valent Gardasil vaccine. Clinical case demonstrates the low effectiveness of HPV vaccination in patients with established HPV infection. In this patient, the lack of adequate treatment for about 1.5 years led to the development of HPV associated CIN I of the cervix. Center for Laser and Photodynamic Diagnostics and Therapy of Tumors and MRI P.A. Herzen, the patient underwent a course of antiviral PDT with the achievement of complete regression of dysplasia and complete eradication of HPV viruses. The patient tolerated the treatment well, without complications. The period of relapse-free follow-up is 19 months.В статье описывается клинический пример проведения своевременной, безопасной и эффективной фотодинамической терапии (ФДТ) у пациентки с диагнозом ассоциированной с вирусом папилломы человека (ВПЧ) СIN I шейки матки после неэффективной вакцинации 4-валентной вакциной гардасил. Клиническое наблюдение демонстрирует низкую эффективность вакцинации против ВПЧ больных с установленной ВПЧ инфекцией. У данной пациентки отсутствие адекватного лечения на протяжении около 1,5 лет привело к развитию ВПЧ ассоциированной CIN I шейки матки. В Центре лазерной и фотодинамической диагностики и терапии опухолей и МР МНИОИ им. П.А. Герцена пациентке проведен курс противовирусной ФДТ с достижением полной регрессии дисплазии и полной эрадикации вирусов ВПЧ. Лечение пациентка перенесла хорошо, без осложнений. Срок безрецидивного наблюдения – 19 мес
Модель выживаемости опухолевых клеток после фотодинамической терапии
Get PDFPhotodynamic therapy (PDT) is known as a routine treatment method in which cell survival index like viability plotted versus 1O2 concentration or light fluence in the form of a curve. In this paper, a mathematical model was proposed with ability of generating a mirrored-sigmoid curve which seems to be fitted to any experimental data relating to cell viability, survival probability or any cellular index representing living conditions through adjusting three parameters. It was validated by showing an excellent curve fitting relatively with data obtained from cancerous lung cells under ALA-PDT process in vitro. It was tried to define the relations between model’s parameters and biological/clinical factors with the curve regions of plateau (at low doses; non- sensitive part), steep (high-sensitive part), and steady state (at high doses; low-sensitive part). It seems this model could be excellently fitted to any data presenting the cell-living index versus the killer agent in «any cancer therapy technique (e.g. radiotherapy)». Although this claim showed to be correct for PDT, different relevant data of other researchers should also be used for this model and other usual models too, in order to compare their fitness rates.При проведении фотодинамической терапии (ФДТ) индекс выживаемости (жизнеспособность) клеток в зависимости от концентрации 1O2 или плотности мощности облучения на графике представляет собой кривую. В этой статье была предложена математическая модель с возможностью построения зеркально-сигмовидной кривой, которая, по мнению авторов, может быть использована для любых экспериментальных данных, касающихся жизнеспособности клеток или вероятности выживания, путем настройки трех параметров. Это было подтверждено демонстрацией совпадения кривой с данными, полученными в эксперименте in vitro для ФДТ с 5-аминолевулиновой кислотой клеток рака легкого.Была предпринята попытка определить взаимосвязь между параметрами биологической модели и формой участков кривой. При низких дозах наблюдали на кривой участок плато (нечувствительная часть), при средних дозах – участок крутого подъема (высокочувствительная часть) и при высоких дозах – стационарное состояние (низкочувствительная часть). Авторы считают, что предложенная ими модель может быть применена к описанию любых данных, представляющих собой показатель выживаемости клеток, в зависимости от дозы воздействия при любом методе лечения рака (например, при лучевой терапии). Хотя это утверждение оказалось верным для ФДТ, представляется перспективной оценка пригодности предложенной модели для других данных
Влияние фотодинамической терапии на уровень матриксных металлопротеиназ при плоскоклеточном раке кожи
Get PDFThe effect of photodynamic therapy (PDT) on the level of matrix metalloproteinases in squamous cell skin cancer (SCSC) was studied. The study involved 202 people, including 185 patients with SCSC, who were on outpatient and inpatient treatment in medical institutions of Engels and Saratov during the period from 2015 to 2019, and 17 donors. The study design included studies in three main groups. The first (intervention) group included 74 (36.6%) patients with SCSC who underwent combined treatment, including PDT at the first stage and surgical treatment at the second stage. The second group consisted of 111 (55.0%) patients with SCSC who underwent only surgical treatment. The third group consisted of 17 (8.4%) relatively healthy volunteer donors, comparable in age and sex with the patients of the main group. As a result of the study, it was found that the level of metalloproteinase-1 inhibitor (TIMP-1) in the blood serum of patients with SCSC was reduced compared with physiologically normal indicators, which led to a statistically significant increase in matrix metalloproteinases (MMPs) MMPs-2, MMPs-7 and MMPs-9. Performing only surgical treatment for this pathology does not lead to a complete recovery of these indicators. However, the use of combined treatment including PDT showed a statistically significant increase in the amount of TIMP-1 before the start of surgical treatment, which naturally led to a decrease in MMPs-2, MMPs-7 and MMPs-9. Later, after excision of the tumor, the patients of this group had a complete normalization of TIMP-1, which, in turn, contributed to a decrease and then restoration of the number of MMPs-2, MMPs-7 and MMPs-9 to physiologically normal values.Изучено влияние фотодинамической терапии (ФДТ) на уровень матриксных металлопротеиназ при плоскоклеточном раке кожи (ПКРК). В исследовании участвовали 202 человека, из них 185 пациентов с ПКРК, находившихся на амбулаторном и стационарном лечении в лечебных учреждениях г. Энгельса и г. Саратова в период с 2015 по 2019 гг., и 17 доноров. Дизайн исследования включал в себя исследования в трех группах. В первую (основную) группу пациентов вошли 74 (36,6%) больных ПКРК, которым было проведено комбинированное лечение, включающее на первом этапе ФДТ, на втором – хирургическое лечение. Вторую группу составили 111 (55,0%) больных ПКРК, которым было выполнено только хирургическое лечение. Третья группа состояла из 17 (8,4%) относительно здоровых доноров-добровольцев, сопоставимых по возрасту и полу с пациентами основной группы. В результате проведенного исследования было установлено, что уровень ингибитора металлопротеиназы-1 (TIMP-1) в сыворотке крове у пациентов с ПКРК понижен по сравнению с физиологически нормальны- ми показателями, что приводило к статистически достоверному повышению показателей матричных металлопротеиназ (MMPs): MMPs-2, MMPs-7 и MMPs-9. Выполнение только хирургического лечения при ПКРК не приводит к полному восстановлению данных показателей. Однако применение комбинированного лечения, включающего ФДТ, позволило уже до начала хирургического этапа статистически достоверно увеличить количество TIMP-1, что закономерно приводило к снижению уровня MMPs-2, MMPs-7 и MMPs-9. После иссечения опухоли у пациентов этой группы установлена полная нормализация TIMP-1, что, в свою очередь, способствовало снижению, а затем восстановлению количества MMPs-2, MMPs-7 и MMPs-9 до физиологически нормальных значений
Фотодинамическая терапия первичных и рецидивных слабопигментных форм меланомы сосудистой оболочки глаза
Get PDFTreatment of poorly-pigmented tumors of small sizes can be carried out using photodynamic therapy (PDT). The material for the analysis was data on 112 patients. We used data from the Belarusian Cancer Registry, medical records of patients with clinically diagnosed choroid melanoma (C69.3 according to ICD-10) for the period 2013–2021. The size and level of blood flow in the tumors were assessed using an ultrasound machine with a doppler attachment. PDT was carried out using a «UPL PDT» semiconductor laser (Lemt, Republic of Belarus, λ=661 nm) with a light spot diameter of 1 to 3 mm for 60 s per field with a light dose of 50 J/cm2. The entire surface of the tumor was exposed to the action, with the fields “tiled”, from the periphery to the top of the tumor, with overlapping fields. Tumor pigmentation was assessed visually. To evaluate the treatment outcome, the general group of patients was divided into three subgroups according to thickness and basal diameter. Group I – 40 (35.7%) patients, with an average tumor thickness of 1.4±0.2 mm, basal diameter – 5.8±1.5 mm. II – 51 (45.5%) patients, with an average tumor thickness of 2.3 ± 0.3 mm, basal diameter – 7.9 ± 1.5 mm. III – 21 (18.8%) patients. The mean value of the tumor thickness was 3.8±0.4 mm, the basal diameter was 9.8±1.4 mm. After PDT in the general group (n=112), 29 (25.9%) patients had complete tumor resorption, and 83 (74.1%) patients had stabilization. The eyeball was saved in 107 (95.5%) patients. Continued growth and relapse were recorded in 34 patients: 25 (22.3%) and 9 (8.0%), respectively. In 29 (85.3%) patients, the eyeball was preserved after treatment of relapse and continued growth. 5 (4.5%) enucleations were performed. Adjusted one-year cumulative survival was 100%, 3-year and 5-year 95.8±2.4%, 93.7±3.1%, respectivelyЛечение слабопигментных опухолей малых размеров может проводиться с применением фотодинамической терапии (ФДТ). Материалом для анализа послужили полученные из Белорусского канцер-регистра данные медицинской документации 112 пациентов с клинически установленным диагнозом меланомы сосудистой оболочки глаза (C69.3 по МКБ-10) за период 2013–2021 гг. Оценку размеров и уровня кровотока в опухолях осуществляли с использованием УЗИ аппарата с приставкой допплер. ФДТ проводили с использованием полупроводникового лазера «УПЛ ФДТ» (Lemt, Республика Беларусь, λ=661 нм) с диаметром светового пятна от 1 до 3 мм в течение 60 с на одно поле со световой дозой 50 Дж/см2. Воздействию подвергали всю поверхность опухоли, располагая поля «черепицеобразно», от периферии к вершине опухоли, с перекрытием полей. Пигментацию опухоли оценивали визуально. Для оценки результата лечения общая группа пациентов была разделена на три подгруппы по толщине и базальному диаметру опухоли. I группа – 40 (35,7%) пациентов со средним значением толщины опухоли 1,4±0,2 мм и базальным диаметром 5,8±1,5 мм. II – 51 (45,5%) пациент со средним значением толщины опухоли 2,3±0,3 мм и базальным диаметром 7,9±1,5 мм. III группа – 21 (18,8%) пациент со средним значением толщины опухоли 3,8±0,4 мм и базальным диаметром 9,8±1,4 мм. После ФДТ в общей группе (n=112) у 29 (25,9%) зарегистрирована полная резорбция опухоли, у 83 (74,1%) стабилизация. Сохранить глазное яблоко удалось у 107 (95,5%) пациентов. Продолженный рост и рецидив регистрировался у 34 пациентов: 25 (22,3%) и 9 (8,0%), соответственно. У 29 (85,3%) пациентов сохранено глазное яблоко после лечения рецидива и продолженного роста. Произведено 5 (4,5%) энуклеаций Скорректированная одногодичная кумулятивная (СКВ) выживаемость составила 100%, 3-летняя и 5-летняя – 95,8±2,4%, 93,7±3,1%, соответственно
Фотодинамическая терапия предраковых заболеваний и рака шейки матки (обзор литературы)
Get PDFThe paper presents the results of literature data analysis on the main directions of precancerous diseases of the cervix uteri and cervical cancer treatment. Side effects following surgery or radiation treatment can lead to structural deformities, scarring, hyperpigmentation, systemic side effects, and destruction of normal tissue. In addition, the use of traditional methods of treatment can cause multidrug resistance, which will lead to ineffective treatment and the development of a relapse of the disease. To avoid toxicity and reduce side effects, alternative treatment strategies have been proposed. Photodynamic therapy (PDT) is a promising organ-preserving highly selective method for treating cervical neoplasia, which includes two stages: the introduction of a photosensitizer and local exposure to directed light radiation. A number of studies have demonstrated the high clinical efficacy of this method in the treatment of patients with cervical neoplasia and carriage of human papillomavirus infection without adverse consequences for fertility. The use of PDT contributes to the successful outcome of the treatment of pathological foci on the mucous membrane of the cervix, the effectiveness and safety of the method is ensured by the selective effect on tissues. In the course of treatment, normal surrounding tissues are not damaged, there is no gross scarring and stenosis of the cervical canal, thereby PDT allows maintaining the normal anatomical and functional characteristics of the cervix.Представлены результаты анализа данных литературы об основных направлениях лечения предраковых заболеваний шейки матки и рака шейки матки. Побочные эффекты после хирургического или лучевого лечения могут привести к структурным деформациям, рубцам, гиперпигментации, системным побочным эффектам и разрушению нормальных тканей. Использование традиционных методов лечения может вызвать множественную лекарственную устойчивость, что приведет к неэффективности лечения и развитию рецидива заболевания. Чтобы избежать токсичности и уменьшить побочные эффекты были предложены альтернативные стратегии лечения. Перспективным органосохраняющим высокоселективным методом лечения неоплазии шейки матки является фотодинамическая терапия (ФДТ), которая включает два этапа: введение фотосенсибилизатора и локальное воздействие направленного светового излучения. В ряде исследований продемонстрирована высокая клиническая эффективность этого метода в лечении пациенток с цервикальной неоплазией и носительством инфекции вируса папилломы человека без неблагоприятных последствий для фертильности. Использование ФДТ способствует успешному результату лечения патологических очагов на слизистой оболочке шейки матки, эффективность и безопасность метода обеспечивается избирательностью воздействия на ткани. В процессе лечения не повреждаются нормальные окружающие ткани, не происходит грубого рубцевания и стеноза цервикального канала, тем самым ФДТ позволяет сохранить нормальные анатомо-функциональные характеристики шейки матки
Применение биофантомов для оценки термических эффектов лазерного излучения с длинами волн 970 нм и 1560 нм при разных режимах воздействия
Get PDFLaser interstitial hyperthermia is an actively developing direction in intracerebral tumor surgery. The paper presents thermal effects in polyacrylamide biophantoms with bovine albumin and citrated blood under laser irradiation at 970 nm and 1560 nm. For laser irradiation, a surgical two-wave apparatus manufactured by IRE Polis was used. The phantom was irradiated through a quartz optical fiber 400 µm in diameter with an end exit. The result of irradiation of the phantom was its coagulation zone, which was visualized with a FLUM-LL fluorescent organoscope. Thermometry was carried out with a FLIRONE PRO for IOS thermal imager and a T-8 digital thermograph based on a laptop with thermal sensors placed in a phantom. The use of irradiation with a power of not more than 2 W in the coagulation mode, with a total energy dose of up to 120 J, made it possible to achieve a smooth rise in temperature to 88.0 °C. The dimensions of the coagulation zone under irradiation with a wave of 1560 nm were always larger than under irradiation with a wave of 970 nm, although the difference was not statistically significant (p=0,41). Thus, the average coagulation spot area for 970 nm radiation was 43.2 (39.3 – 47.1) mm2, and for 1560 nm – 99.4 (56.5-141.3) mm2. With total irradiation with two waves, the coagulation zone was larger if the radiation power of 1560 nm prevailed. When irradiated with a wave of 970 nm, the coagulation zone partially propagates posteriorly from the tip of the optical fiber, and 1560 nm coagulates the phantom anteriorly. The results obtained are of practical importance for laser hyperthermia of intracerebral tumors.Лазерная интерстициальная гипертермия – активно развивающееся направление в хирургии внутримозговых опухолей. В работе представлены термические эффекты в полиакриламидных биофантомах с бычьим альбумином и цитратной кровью при лазерном облучении на длине волны 970 нм и 1560 нм. Для лазерного облучения использован хирургический двухволновый аппарат (ИРЭ «Полис», г. Фрязино, Россия). Облучение фантома осуществлялось через кварцевое световолокно диаметром 400 мкм с торцевым выходом. Результатом облучения была зона коагуляции, которая визуализирована флуоресцентным органоскопом «FLUM-LL». Термометрия осуществлялась тепловизором FLIRONE PRO for IOS и цифровым термографом Т-8 на базе ноутбука с термосенсорами, размещенными в фантоме. Использование облучения мощностью не более 2 Вт в режиме коагуляции с суммарной дозой энергии до 120 Дж позволяло достигать плавного подъема температуры до 88оС. Зона коагуляции при облучении волной 1560 нм всегда была больше, чем при облучении волной 970 нм, хотя статистически разница была недостоверной (p=0,41). Средняя площадь пятна коагуляции для излучения 970 нм составила 43,2 (39,3 – 47,1) мм2, для 1560 нм – 99,4 (56,5 – 141,3) мм2. При суммарном облучении двумя волнами, зона коагуляции была больше, если преобладала мощность излучения 1560 нм. При облучении волной 970 нм зона коагуляция частично распространяется кзади от кончика световолокна, при 1560 нм – коагулирует фантом кпереди. Полученные результаты имеют практическую значимость при применении лазерной гипертермии внутримозговых опухолей
Фотодинамическая терапия в лечении экстрамаммарного рака педжета
Get PDFExtramammary Paget’s disease (EMPD) is a rare tumor that predominantly affects the skin containing apocrine glands. Due to insufficient data on the effectiveness of different methods, there is no single therapeutic approach to the treatment of patients with EMPD and their subsequent management. The use of surgical methods, laser therapy and local cytotoxic drugs has a number of limitations. The advantages of using photodynamic therapy (PDT) in EMPD are the absence of systemic toxicity, non-invasiveness, selectivity of action, the absence of carcinogenic potential, the possibility of conducting several courses of treatment, and good cosmetic results. In our review, we analyzed those published in 2000-2022 data on the results of PDT treatment of 114 patients with EMPD. As a result of treatment, complete regression of tumor foci was achieved in 40% of patients. Most authors note that PDT is more effective for small areas (up to 4 cm2).Экстрамаммарный рак Педжета (ЭМРП) – редко встречающаяся опухоль, которая преимущественно поражает кожу, содержащую апокринные железы. Из-за недостаточного количества данных по эффективности разных методов отсутствует единый терапевтический подход к лечению пациентов с ЭМРП и их последующего ведения. Применение хирургических методов, лазерной терапии и местных цитостатических препаратов имеет ряд ограничений. Преимуществами использования при ЭМРП фотодинамической терапии (ФДТ) являются отсутствие системной токсичности, неинвазивность, избирательность действия, отсутствие канцерогенного потенциала, возможность проведения нескольких курсов лечения и хорошие косметические результаты. В нашем обзоре проанализированы опубликованные в 2000-2022 гг. данные о результатах лечения методом ФДТ 114 пациентов с ЭМРП. В результате лечения полная регрессия опухолевых очагов была достигнута у 40% пациентов. Большинство авторов отмечают, что ФДТ эффективнее при очагах небольшой площади (до 4 см2)