CC BY
99
ПОЛИМЕРЫ В ФОТОДИНАМИЧЕСКОЙ ТЕРАПИИ: НАНОРАЗМЕРНЫЕ КОМПЛЕКСЫ ПЛЮРОНИКОВ С ФОТОДИТАЗИНОМ ПРИ ЛЕЧЕНИИ
ОЖОГОВ И ГНОЙНЫХ РАН
Соловьева А.Б., 2Толстых П.И., 3Иванов А.В., Глаголев Н.Н. \ 4Мелик-Нубаров Н.С., 4Жиентаев Т.М., Шин Ф.Е., 2Кулешов И.Ю.2 Институт химической физики им. Н.Н.Семенова РАН, E-mail: [email protected] 2ГНЦ Лазерной медицины МЗ и СР РФ 3 ГУ Российский онкологический научный центр им. Н.Н.Блохина РАМН ^Московский государственный университет им.М.В.Ломоносова
Показано, что ряд амфифильных полимеров образует комплексы с порфиринами в водной и органической фазе, в которых порфириновые фотосенсибилизаторы находятся в виде наноразмерных агрегатов. Использование таких иммобилизованных систем позволяет на порядок увеличивать эффективность процедур ФДТ и тем самым значительно снизить концентрации используемых ФС, что ведет к снижению терапевтической дозы препарата и побочных токсических осложнений. Предложены различные лекарственные формы «Фотодитазина» на основе АП: полимерные пленки, гели, суспензии, растворы. Такие комплексы амфифильных полимеров с «Фотодитазином» позволяют разработать высокоэффективный комплексный метод лечения ран и ожогов.
Одной из серьёзных проблем фотодинамической терапии (ФДТ) остается повышение селективности накопления фотосенсибилизаторов (ФС) в пораженных тканях и органах и снижение терапевтической дозы вводимых препаратов.. При внутривенном способе введения большинства ФС накопление достаточной концентрации препарата в очаге поражения обычно сопровождается его высоким содержанием во всем организме, что является причиной длительного токсического эффекта и опасности экспозиции больного на свету.
Ранее нами была предложена лекарственная форма препарата для ФДТ опухолей, предусматривающая локальное использование ФС, иммобилизованных на амфифильном полимерном носителе [Заявка на патент РФ №2006120475, решение о выдаче патента от 08.06.2007]. Исследования показали, что ряд амфифильных полимеров (АП), образует комплексы с порфиринами в водной и органической фазе, в которых порфириновые фотосенсибилизаторы (ПФС) находятся в виде агрегатов размерами ~100-300нм. Оказалось, что использование таких иммобилизованных систем позволяет на порядок увеличивать эффективность процедур ФДТ и тем самым значительно снизить концентрации используемых ФС, что ведет к снижению терапевтической дозы препарата и побочных токсических осложнений.
Эксперименты in vitro на культурах опухолевых клеток человека (аденокарцинома молочной железы HBL-100, ЛАК-фаза 22-24 часа, и карцинома яичника Skov-З, ЛАК-фаза 26-30 часов), нормальных и раковых мышиных фибробластах NIH/3T3^ лабораторных животных показали, что использование комплексов ПФС-АП при воздействии на опухоли позволяет не только снизить концентрации используемых ФС, но в ряде случаев и уменьшить количество отдаленных метастазов у лабораторных животных. Было установлено, что терапевтическая эффективность комплексов при воздействии на опухоли разной природы определяется в первую очередь природой полимера. Исследовано 14 полимерных соединений, отобраны наиболее эффективные из них.
В отдельном исследовании было показано, что плюроники F-127 и F-108 значительно увеличивают терапевтическую активность антибиотиков антрациклинового ряда по отношению к клеткам, проявляющим множественную
лекарственную устойчивость, а использование плюроников в комплексе с препаратом «Фотодитазин» приводило к 50-кратному увеличению его фотоцитотоксичности. Предложены различные лекарственные формы «Фотодитазина» на основе АП: полимерные пленки, гели, суспензии, растворы.
Такие композиционные препараты могут использоваться не только в онкологии. Показано, в частности, что комплексы тройных блок-сополимеров этиленоксида и пропиленоксида (плюроники) с «Фотодитазином» эффективны при фотодинамическом воздействии на инфицированные раны у лабораторных животных на всех стадиях течения раневого процесса. При этом скорость процесса заживления после фотосенсибилизирующей активации в присутствии комплексов «Фотодитазин»-АП (в виде геля, содержащего 0,1мг/мл «Фотодитазина») выше, нежели при использовании чистого «Фотодитазина» или стандартных заживляющих средств. Установлено, в частности, что исследуемый гель вызывает ускорение появления грануляций в 3 раза быстрее по сравнению с традиционной терапией антисептиками и в 1,5 раза быстрее, чем при использовании раствора или стандартного геля, содержащего 1мг/мл «Фотодитазина».
Для того чтобы лучше очертить границы и возможности использования наноразмерных комплексов «Фотодитазин»-АП в комплексном лечении хронических гнойных ран, нами были проведено пилотное клиническое исследование и получены результаты лечения 90 больных. Все больные, в зависимости от метода лечения, были распределены на группы. Распределение больных по группам в зависимости от фармакологических форм «Фотодитазина» представлено в таблице 1.
Таблица 1. Распределение больных по группам
№ Методы лечения Количество больных
Количество Доля от общего количества, %
1 Традиционное лечение (контрольная группа) 35 38.9
2 ФДТ с использованием 1% раствора фотодитазина (вторая клиническая группа) 20 22.2
3 ФДТ с использованием 1% фотодитазина в геле (третья клиническая группа) 20 22.2
4 ФДТ с использованием наноразмерных комплексов 0,1% геля «Фотодитазин»-АП (четвёртая клиническая группа) 15 16.7
Всего 90 100
Все пациенты четырех групп были в возрасте от 30-60 лет. В первой контрольной группе исследовано 35 пациентов.Во второй группе было 20 пациентов, в лечении которых применялся «Фотодитазин» в виде 1% раствора. Марлевая салфетка или биологическая активная повязка обработана 1% раствором «Фотодитазина» и наложена на рану на 30-60 минут. Далее обработанная рана облучалась лазерным
светом аппарата "АТКУС-2".с длиной волны 662 нм при постоянной плотности мощности 2 Вт/см2 в течении п минут (в зависимости от площади раневой поверхности). В третьей группе исследовано 20 пациентов, в качестве препарата использовался коммерческий доступный 1% «Фотодитазин» в геле.В четвертой группе, 15 пациентов, использовали наноразмерные комплексы 0,1% геля «Фотодитазин»-АП. Сеансы ФДТ в 2-4 группах проводились идентично. Результаты лечения данных пациентов (сроки очищения ран от гнойно-некротических масс, появления грануляций и краевой эпителизации) в зависимости от проведенного лечения представлены в таблице 2.
Таблица 2. Сроки очищения ран от гнойно-некротических масс, появления
грануляций и краевой эпителизации.
Метод лечения Сроки,сутки
Очищение Появлений грануляций Краевая эпителизация
Традиционное лечение 6,5±0,7 7,8±0,6 7,8±1,2
ФДТ с использованием 1% раствора фотодитазина в 25%-ном демексиде (вторая клиническая группа) 4,1±0,5 4,7±0,4 6,1±0,4
ФДТ с использованием 1% фотодитазина в геле(третья клиническая группа) 3,6±0,3 3,6±0,3 5,1±0,5
ФДТ с использованием наноразмерных комплексов 0,1% геля «Фотодитазин»-АП (четвёртая клиническая группа) 2,3±0,5 2,4±0.5 4,0±0,7
Из таблицы 2 видно, что средние сроки очищения гнойных ран при использовании наноразмерных комплексов «Фотодитазин»-АП (четвёртая группа) составляет 2,3±0,5 суток, появление грануляций отмечено на 2,4±0,5, что в среднем 1,5-2,3 раза лучше, чем в контрольных группах. Сроки очищения ран от раневого детрита по сравнению с первой группой (традиционного лечения) меньше в 2,3 раза, в сравнении со второй группой - в 1,86; в сравнении с третьей группой - в 1,5. Быстрое очищение ран от раневого детрита способствует заживлению и ускоряет появление грануляций и начало эпителизации раны.
Помимо очевидного клинического эффекта использование наноразмерных комплексов 0,1% геля «Фотодитазин»-АП позволяет на порядок уменьшить количество необходимого для лечения препарата.
Использование таких комплексов амфифильных полимеров с «Фотодитазином» позволит разработать высокоэффективный комплексный метод лечения ран и ожогов, основанный на совмещении ФДТ пораженных участков тела с воздействием бактерицидных факторов, что достигается при иммобилизации ФС на полимерных носителях, обладающих собственной бактерицидностью. Этот метод при использовании простой автономной аппаратуры для фотовозбуждения ФС позволит проводить первичную обработку ран и ожогов, препятствующую дальнейшему инфицированию травм, в условиях чрезвычайных ситуаций и отсутствия специального оборудования.
Совершенно очевидно, что предлагаемые лекарственные формы «Фотодитазина» найдут применение при лечении воспалительных, эрозивных и неопластических процессов слизистой оболочки тканей в гинекологии, оториноларингологии и стоматологии, где достаточно широко применяются препараты в виде мазей, гелей и спреев.
«Фотодитазин» для исследований был любезно предоставлен фирмой «ВЕТА-ГРАНД».
Работа выполнена при поддержке РФФИ, грант № 07-02-00066.
POLYMERS IN PHOTODYNAMIC THERAPY NANOSKALE COMPLEXES OF AMPHIPHILIC POLYMERS WITH PHOTODITAZIN FOR SKIN BURN AND FESTERING WOUND THERAPY
1Solovieva A.B., 2Tolstykh P.I., 3Ivanov A.V., 'Glagolev N.N., 4Melik-Nubarov N.S., 4Zhientaev T.M., Sheen F.E., 2Kuleshov I.Yu.
'N.N.Semenov Institute of Chemical Physics. RAS 2SRC of Laser Medicine 3N.N.Blorhin Russian Cancer Research Center RAMS 4M.V.Lomonosov Moscow State University
Recent a new drug forms for photodynamic therapy (PDT) cancer therapy based on photosensitizer (PS) in nanosized complexes with amphiphilic polymers were proposed. It was shown that the use of such immobilized PS systems could significantly, by an order of magnitude, increase the PDT efficiency. In this case, lower PS concentrations can be used.
In this paper we develop the previous results and propose a highly efficient complex method of treating skin burns and festering wounds in which the PDT of damaged skin regions will be combined with bactericidal effects that can be achieved by immobilization of PS on polymer carriers having their own bactericidal action. This method would enable us to carry out the primary treatment of wounds and burns to prevent their further infection, using a simple autonomous apparatus for PS photoexcitation under emergency conditions, when the conventional treatment equipment is not available. The method with using medications based on complexes of photoditazyne with amphyphilic polymers was tested successful with UV exposure on wound infections of laboratory animals and under treatment of patients with chronic festering wounds. Stationary medical setups using this method could provide a complex healthy effect on wound and burn treatment at all its basic stages: inflammation, regeneration and epithelization.
