Фотодинамическая терапия (ФДТ), применяемая для борьбы с патогенными микроорганизмами, получила новый импульс развития благодаря ученым кафедры лазерных микро-, нано- и биотехнологий Инженерно-физического института биомедицины Национального исследовательского ядерного университета «МИФИ». Их инновационная разработка не только уничтожает болезнетворные бактерии, мешающие заживлению ран, но и позволяет медикам оценивать эффективность процедуры и рассчитывать длительность курса лечения.
Аспирант МИФИ Андрей Уденеев объясняет: «Высокая бактериальная нагрузка, характерная для ран, полученных в полевых условиях, существенно осложняет их заживление. В молекулярной биологии известен эффект кворум-сенсинга, который приводит к образованию биопленок — колоний микроорганизмов толщиной до нескольких миллиметров. Эти биопленки крайне устойчивы к медикаментозному воздействию и препятствуют проникновению антибиотиков, что затрудняет лечение и заживление ран».
Фотодинамическая терапия предполагает использование фотосенсибилизаторов, которые, поглощая световой квант, передают энергию соседним молекулам кислорода. Возбужденный кислород вступает в реакцию с окружающей средой, окисляя оболочки бактерий. Резистентность бактерий к такому методу воздействия крайне маловероятна, что делает ФДТ перспективным методом лечения.
Одним из ключевых аспектов исследований остается подбор фотосенсибилизаторов и длины волны света, которые совместно препятствуют разрастанию патогенных микроорганизмов и даже злокачественных опухолей. В случае работы с ранами фотосенсибилизатор наносится непосредственно на раневую поверхность, а свет видимого спектра преодолевает толщу ткани.
Российские исследователи из МИФИ испытали вещества хлоринового ряда, такие как фотодитазин, фоторан-е6 и радахлорин. Оптимальная длина волны для проникновения в рану составляет около 660 нм — это красная граница видимого спектра. В прототипе установки, разработанном совместно с отечественным медицинским предприятием, использованы светодиоды общего назначения. Устройство питается от бытовой сети и потребляет энергии не больше, чем мощная лампа накаливания.
Доцент кафедры Нина Калягина отметила: «Оптимальное фокусное расстояние для нашего аппарата составляет 15 см, что позволяет формировать широкий пучок облучения площадью до 200 см². Интенсивность света в несколько сотен милливатт на квадратный сантиметр вполне устраивает врачей».
Установка МИФИ предлагает поток световой энергии на порядок больше, чем аналогичные устройства на мировом рынке, что значительно сокращает продолжительность лечения и каждого сеанса. По результатам клинических испытаний, проведенных в Первом Московском государственном медицинском университете имени Сеченова и ряде госпиталей, достаточный эффект достигается уже после нескольких 10-минутных сеансов у большинства пациентов.
Нина Калягина подчеркивает, что это не единственное преимущество устройства. Разработка российских ученых позволяет не только ускорить лечение, но и повысить его эффективность за счет точного подбора параметров облучения и фотосенсибилизатора. Это открывает новые перспективы в лечении ран и борьбе с патогенными микроорганизмами, что особенно актуально в условиях растущей устойчивости бактерий к традиционным антибиотикам.
Источник: Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ»