Исследователи ЛЭТИ разработали концепцию для лечения онкологических заболеваний с помощью лазера. Проект направлен на создание фотонного эндоскопа (устройство для исследования и лечения полых внутренних органов человека, а также брюшной и других полостей тела) с технологией глубокого проникновения в ткани для удаления раковых клеток в том числе и на последней стадии заболевания.
Рак является одной из распространенных причин смерти в мире, которая уносит жизни нескольких миллионов человек в год. По данным Всемирной организации здравоохранения, за год регистрируется более 18 миллионов новых случаев заболеваний раком, а самыми распространенными видами онкологических заболеваний прежде всего являются рак легких, молочной железы, кишечника, желудка и предстательной железы.
Существующие методики лечения включают в себя лучевую или системную терапию (химиотерапию, гормональную и биологическую терапию), а иногда частичную или полную резекцию органа. Однако такие подходы и методы лечения не всегда приводят к выздоровлению, при этом возможны негативные побочные эффекты для пациента, рецидивы болезни или летальный исход. Проблема в лечении заключается и в глубоком расположении опухоли в глубине тканей, что затрудняет доставку лекарств к клеткам. По этим причинам научные группы из разных стран ведут поиски наиболее эффективных методов борьбы с онкологией.
Инженер кафедры фотоники СПбГЭТУ «ЛЭТИ», руководитель проекта Юлия Сергеевна Рузанкина: «Мы разработали концепцию модификации эндоскопа таким образом, чтобы дополнить его объектив съемной линзой с микросферой, которая способна усилить глубину проникновения лазерного излучения. Суть ее работы заключается в том, что она собирает в себе свет, который идет с объектива. Такая линза позволит увеличить интенсивность проникновения лазерного излучения в 3,5 раза за счет своей собирательной способности».
Научная группа в течение года будет вести работу по созданию макета сменной передней линзы с наночастицей для объектива фотонного эндоскопа, после чего она приступит к разработке самого прибора. Трубка эндоскопа будет оснащена волокном с лазерным излучением, а с помощью микросферы можно будет точно локализовать зону облучения, глубина проникновения под кожу которой составит до 15 сантиметров с высокой точностью. Контроль работы данного прибора будет осуществляться с помощью специально разработанного программного обеспечения.
По словам руководителя проекта, в перспективе разработка позволит создать устройство для лазерного удаления раковых клеток в разных тканях человека, а сам объектив с микросферой можно будет использовать также в качестве оптического микрозонда для получения изображения ткани и ее химического состава. Такой метод лечения онкологии будет иметь несколько преимуществ в виде минимальной степени травмирования тканей человека, увеличения скорости регенерации тканей и меньшего риска осложнений.
Микросферы представляют собой микроскопические шарики, которые образуются при высокотемпературном факельном сжигании угля. Сегодня данные компоненты применяются для получения супер-изображений в биологических исследованиях.
В состав группы входят заведующая отделения противоопухолевой лекарственной терапии СПб ГБУЗ «Клинической больницы Святителя Луки» Екатерина Михайлова Анохина, а также заведующая лабораторией биотехнологий и наноструктур для адресной доставки лекарств Института биохимической физики РАН Елена Дмитриевна Никольская, которые помогут в проведении клинических испытаний данной разработки.
Результаты исследования о работе увеличения интенсивности лазерного излучения с помощью микросферы опубликованы в научном журнале Optics Express.
Проект «Разработка фотонного эндоскопа для лечения онкологических заболеваний» выиграл Грант на сумму 4 миллиона рублей Фонда содействия инновациям по конкурсу «Старт-1» в рамках программы «Старт».