CC BY
7ВКВО-2021- МЕДИЦИНСКАЯ ФОТОНИКА И АГРОФОТОНИКА
DOI 10.24412/2308-6920-2021-6-229
ОПТОВОЛОКОННАЯ НЕЙРОСИСТЕМА ДЛЯ ТЕРАПИИ И ПРОФИЛАКТИКИ ГЛУБОКОЗАЛЕГАЮЩИХ ОПУХОЛЕЙ МОЗГА
Маклыгина Ю.С.1, Юсубалиева Г.М.1, Бородкин А.В.1, Рябова А.В.1, Лощенов В.Б.1'2
'Институт общей физики им. А.М. Прохорова Российской академии наук, г. Москва, Росси 2Национальный исследовательский ядерный университет МИФИ, г. Москва, Россия
E-mail: mclygina@gmail. com
В работе содержится описание процесса и результаты разработки системы для внутричерепной имплантации с целью терапии и предотвращения рецидивирования глиом головного мозга. Оптоволоконная система в данном случае выполняет роль структуры, способствующей и задающей направление распространению структурно-функциональных единиц нервной системы, а также роль порта для доставки препарата (фотосенсибилизатор в молекулярной и нано-формах) и лазерного излучения с целью осуществления мониторинга процессов, проведения регулярной флуоресцентной диагностики и своевременной фотодинамической терапии зондируемой области. Основная функция состоит в том, чтобы направить рост клеток глиомы, локализованных в области, прилегающей к месту удаленной опухоли, вдоль волокон по направлению к проксимальной части волоконно-оптического импланта с целью их регистрации по сигналу фотолюминесценции и последующей их деструкции в результате фотодинамического воздействия. Разработанная оптоволоконная система имеет следующие составные части: внешний каркас, многофункциональную внутреннюю структуру, созданную на базе пористых оптических волокон, покрытых питательной средой, которая содержит наночастицы ФС. Ввиду многокомпонентности системы процесс разработки и исследования был поэтапным - ход которого представлен в работе.
Для исследования были использованы культуры раковых клеток глиомы С6, а также экспериментальные животные с индуцированной крысиной глиомой С6. В качестве фотосенсибилизаторов использовались 5АЛК-индуцированный протопорфирин IX, а также фталоцианин алюминия. В качестве методов исследования были использованы лазерно-спектроскопические методы анализа, лаезрная сканирующая микроскопия и МРТ в качестве контроля.
В ходе работы были разработаны и апробированы на экспериментальных животных различные конструкции внешнего каркаса нейропортов, изготовленные из различных биосовместимых материалов. После чего был изучен процесс биоинтеграции имплантатов и спектрально-оптические свойства волоконной части нейропорта. Кроме того, волоконная часть была исследована с помощью метода лазерной сканирующей микросокпии на предмет направленного роста раковых клеток вдоль них. В результате сделан вывод о возможности использования разработанной конструкции для регулярной флуоресцентной диагностики и своевременной фотодинамической терапии.
Итак, в результате работы разработан и апробирован новый комплексный подход к проведению флуоресцентной диагностики и фотодинамической терапии глубокозалегающих и метастазирующих опухолей мозга. Была отработана технология создания оптоволоконной системы, имеющей многофункциональную внутреннюю структуру, созданную на базе пористых оптических волокон, которая выполняет роль структуры, способствующей и задающей направление распространению структурно-функциональных единиц нервной системы. Разработанная оптоволоконная система была оптимизирована в соответствии с изученными спектрально-флуоресцентными свойствами внутренней волоконной структуры, которая выполняет роль порта для доставки препарата (ФС) и лазерного излучения с целью осуществления мониторинга процессов, проведения регулярной флуоресцентной диагностики и своевременной фотодинамической терапии зондируемой области.
Исследование выполнено при финансовой поддержке РФФИ в рамках научного проекта № 21-5215025.
Литература
'. Jain A., Betancur M., Patel G.D., Valmikinathan C.M., Mukhatyar V.J., Vakharia A., Pai S.B., Brahma B., MacDonald T.J., Bellamkonda R. V., Guiding intracortical brain tumour cells to an extracortical cytotoxic
№6 2021 СПЕЦВЫПУСК «ФОТОН-ЭКСПРЕСС-НАУКА 2021» [email protected]
229
