Содержание к диссертации
Введение
Глава первая Обзор литературы
1.1 .Современная хирургическая тактика при лечении глиальных опухолей головного мозга 11
1.2. Особенности трансплантации ткани опухоли человека в мозг лабораторных животных 27
1.3 . Особенности воздействия лазерного излучения при фотодинамической терапии 32
Глава вторая Материалы и методы исследования
2.1. Общая характеристика материалов и методов исследования 43
2.2.Методика оперативного вмешательства при трансплантации опухолей в головной мозг животным 49
2.3. Методика исследования температурных режимов при ФДТ опухолей головного мозга 51
2.4 Методика определения накопления фотосенсибилизатора в тканях опухоли 55
2.5. Методика проведения стереотаксической ФДТ опухолей головного мозга у крыс 56
Глава третья Результаты эксперимента.
3.1. Клинические и морфологические результаты трансплантации глиальной опухоли человека в мозг крыс 60
3.2. Обоснование параметров лазерного воздействия на опухоли головного мозга крыс 70
3.3. Результаты исследования накопления фотосенсибилизатора в тканях опухоли 80
3.4. Клинические результаты после проведения ЛФДТ 81
3.5. Динамика морфологических изменений в головном мозге после ФДТ глиальных опухолей, воспроизведенных у крыс 82
Глава четвертая Обсуждение результатов собственных исследований 87
Выводы 100
Список литературы
- Особенности трансплантации ткани опухоли человека в мозг лабораторных животных
- Особенности воздействия лазерного излучения при фотодинамической терапии
- Методика исследования температурных режимов при ФДТ опухолей головного мозга
- Результаты исследования накопления фотосенсибилизатора в тканях опухоли
Введение к работе
з
Актуальность проблемы. Нейроонкология на сегодняшний день является одной из самых обширных областей нейрохирургии. Это связано с неуклонным ростом нейроонкологической заболеваемости в стране и за рубежом. По гистогенетической классификации опухолей головного мозга среди взрослых 40 - 45% всех первичных опухолей головного мозга составляют нейроэктодермальные (глиомы), в то же время среди детей глиомы составляют около 75% (Ярцев В.В., 1997). В настоящее время имеются четыре основных метода лечения опухолей головного мозга: хирургический, лучевой, химиотерапевтический и комбинированный (Садырин А.В., 2007). Несмотря на применение новых операционных технологий процент рецидивов глиальных опухолей головного мозга после применения этих методов лечения по данным разных авторов составлял 90 -98 % (Kondziolka D., 2003), постоперационная летальность при глубинных опухолях составляла до 45% (Олюшин В.Е., 2004).
В последние годы успешно развивается метод фотодинамического терапевтического воздействия (ФДТ) на опухоли головного мозга, но ввиду недостаточно отработанных режимов лазерного облучения часть опухолей рецидивирует (Ступак В.В., 2007). Для точной доставки разрушающего опухоль субстрата во всем мире используется метод стереотаксиса и стереотаксической нейронавигации (Pirotte В., 2004). Мы впервые применили стереотаксическую методику для подведения лазерного излучения при фотодинамическом воздействии к центру внутримозговой глиальной опухоли. В отечественной и зарубежной литературе на настоящее время не было данных о режимах ФДТ при глубинных новообразованиях головного мозга. Это вызвало необходимость экспериментального подбора таких доз лазерного излучения, которые бы минимально повреждали головной мозг, окружающий опухоль. Таким образом, для снижения постоперационной летальности, количества рецидивов и увеличения безрецидивного периода после оперативного лечения, уменьшения
4 неврологических нарушений после операций нами предложен метод фотодинамческого воздействия на глубинно расположенные глиальные опухоли, осуществляемый посредством стереотаксиса.
Цель исследования - разработать в эксперименте на крысах метод ФДТ глубинно расположенных глиальных опухолей головного мозга с помощью стереотаксического доступа. Задачи исследования
Воспроизвести на крысах злокачественные глиальные опухоли головного мозга путем трансплантации их от человека.
Изучить характер морфологических изменений в мозге крыс после воспроизведения у них опухолей.
Подобрать адекватные режимы лазерного излучения при стереотаксической фотодинамической терапии опухолей головного мозга.
Изучить динамику морфологических изменений в тканях головного мозга животных после ФДТ глиальных опухолей.
Научная новизна работы
1. Впервые с помощью стереотаксического доступа воспроизведены у крыс
злокачественные глиальные опухоли головного мозга путем трансплантации
их от человека.
Исследованы температурные режимы в области лазерного излучения глубинных опухолей головного мозга у животных.
Изучена динамика морфологических изменений в тканях головного мозга крыс после проведения стереотаксической ФДТ глубинных глиальных опухолей головного мозга. Показано, что ФДТ вызывала в ранние сроки наблюдения некроз опухоли в головном мозге и формирование через 1-4 месяца мелкоочагового рубца в зоне лазерного облучения. Это сопровождалось регрессом неврологических нарушений у животных.
На основании полученных результатов в эксперименте разработан способ стереотаксической ФДТ глубинных глиальных опухолей головного мозга с помощью стереотаксического доступа. По результатам экспертизы ФИПС
5 получено положительное решение о выдаче патента на изобретение от 1 июля 2008 г. по заявке № 2007136084/14 (039468) «Способ лечения глиальных опухолей головного мозга.
Практическая значимость
Разработанный в эксперименте метод стереотаксической ФДТ глубинных
глиальных опухолей головного мозга может служить основой для апробации
его в клинике.
Основные положения диссертации, выносимые на защиту:
Злокачественные глиальные опухоли головного мозга человека, трансплантированные в мозг крыс, растут инфильтративно, вызывая неврологические расстройства и сходны по морфологическому строению.
Фото динамическая терапия глубинных глиальных опухолей головного мозга у крыс в отработанных режимах с применением стереотаксического доступа вызывает некроз опухолевой ткани и формирование рубца в зоне лазерного излучения. При этом в динамике наблюдений отмечается регресс и исчезновение неврологических нарушений.
Апробация диссертации
Основные положения работы доложены и обсуждены на научной
Российской конференции: "Комбинированное лечение опухолей головного мозга" (Екатеринбург, 2004г.); на совместном заседании сотрудников ЧГИЛХ, кафедры патологической анатомии и факультетской хирургии ЧГМА, кафедры хирургии УГМАДО (2007г.)
Публикации
По теме диссертации опубликовано 7 печатных работ, три из которых в журналах, рекомендованных ВАК РФ, две в матерниалах научно -практических конференций.
6 Внедрение результатов исследования
Результаты работы используются: в научно-исследовательской деятельности ЧГИЛХ; в практической работе нейрохирургического отделения №2 ЧГКБ №3 при лечении больных с глиальными опухолями головного мозга; в учебном процессе на курсе нейрохирургии УГМАДО.
Объем и структура диссертации
Диссертация изложена на 137 страницах машинописного текста, состоит из введения, описания материалов и методов исследования, главы собственных исследований, обсуждения результатов, выводов и списка литературы. Она включает 137 отечественных и 113 зарубежных источников. Работа содержит 34 рисунка, 5 таблиц.
Особенности трансплантации ткани опухоли человека в мозг лабораторных животных
Опухоли головного мозга составляют от 6 до 8,6% от общего числа всех новообразований человеческого организма (Коршунов А.Г., 1997, 1999; Балканов А.С., 2004, Горенштейн А.Е., 2006, Савченко А.Ю., 2006, Чудакова И.В., 2007). 30 - 40% всех новообразований головного мозга составляют злокачественные глиальные опухоли, обладающие инфильтративным ростом. Быстрый рост опухоли в замкнутом внутричерепном пространстве обусловливает прогрессирующее течение заболевания (Балканов А.С., 2004; Бенциен Д.Л., 2004; Олюшин В.Е., 2004; Балаклеец СВ., 2006; Sala F., 2003). Поэтому у большинства больных возникает необходимость в первоочередном проведении оперативного вмешательства с целью удаления основной части опухоли и уменьшения внутричерепной гипертензии, так как в этих случаях наступившая ремиссия позволяет использовать другие методы лечения (Махмудов У.Б., 2001; Олюшин В.Е., 2004; Савченко А.Ю., 2006; Engelhard Н.Н., 2003; Lopez-Aguilar Е., 2003; SchiffD., 2003).
Несмотря на применение в нейродиагностике опухолей головного мозга современных высокоточных обследований, таких как компьютерная и магнитно — резонансная томографии (Медведев СВ., 1996; Скворцова Т.Ю., 2001, 2007; Подопригора А.Е., 2000; Пронин И.Н., 2000; Бенцион Д.Л., 2004; Стариков А.С., 2004; Декан B.C., 2006; РозуменкоВ.Д., 2007; Schneider J.P., 2003), далеко не все нейрохирурги считают, что оперативное вмешательство является единственно реальным способом уменьшения объема опухоли, регресса гипертензионного синдрома и интоксикации (Винокуров А.Г., 1998; Зозуля Ю.А., 2002; Бенцион Д.Л., 2004; Стариков А.С., 2004; Yasuhara Т., 2003). Негативное отношение к хирургическому лечению злокачественных глиальных опухолей обусловлено, прежде всего, инфильтративным их ростом, быстрым развитием, поражением к моменту клинических проявлений двух или более долей мозга, частым врастанием в медиальные структуры мозга (Озеров С.С. 2000; Бенцион Д.Л., 2004; Стариков А.С. 2004; Савченко А.Ю., 2006; Berg G., 2003).
В то же время развитие и совершенствование методов нейрохирургии, нейроанестезиологи и онкологии, создают основу для пересмотра негативного отношения к лечению злокачественных глиальных опухолей при условии комплексного воздействия на них (Озеров С.С, 2000; Суфианов А.А., 2000; Гимранов Р.Ф., 2003; Бенцион Д.Л., 2004; Сакович В.П., 2004; Стариков А.С, 2004; Савченко А.Ю., 2006).
Факторы, от которых зависит радикальность оперативного вмешательства при злокачественных глиальных опухолях, различны. К ним относятся прежде всего состояние больного к моменту оперативного вмешательства, размер опухоли, ее консистенция и четкость границ с окружающим мозговым веществом, расположение опухоли в доминантном полушарии, моторных корковых зонах, в глубинных отделах головного мозга и т.д. (Григорян Ю.А., 1998; Бенцион Д.Л., 2004; Стариков А.С, 2004; Лукашенко Ю.Н., 2006; Савченко А.Ю., 2006; Хунданов В.П., 2006).
Основным критерием эффективности проводимого лечения является продолжительность жизни (Труфанов Г.Е., 2006; Фраерман А.П., 2006; Schiff D., 2003). Установлено, что продолжительность жизни зависит от локализации опухоли: наиболее благоприятные результаты наблюдаются при расположении очага поражения более поверхностно в передних и задних отделах полушарий, а наименее благоприятные при поражении височной доли и височно-теменной области, при глубинном расположении опухоли, что обусловлено объемом оперативного вмешательства (Черекаев В.А., 1997, 2002; Суфианов А.А., 2000; Махмудова 3.С.,2006; Таняшин СВ., 2002; Балканов А.С, 2004; Сакович В.П., 2004; Новик М.Б., 2006; Whittle I.R., 2003).
Принято различать глиомы с узкой зоной инфильтрации (так называемые узловые глиомы) и диффузные новообразования, не имеющие четких границ с окружающей мозговой тканью. Поверхностное расположение злокачественных глиом с относительно отграниченным ростом создает более благоприятные условия для их удаления в пределах неизмененного мозгового вещества. Однако основную массу злокачественных глиальных опухолей составляют диффузно растущие глубинные новообразования. В этих случаях объем оперативного вмешательства ограничен из-за врастания опухоли в медианные структуры мозга (подкорковые узлы, мозолистое тело, прозрачную перегородку, противоположное полушарие) (Кислицин Ю.В., 2000; Кадырбеков Р.Т., 2006; Савченко А.Ю., 2006; Сакович В.П., 2004; Балканов А.С, 2004; Ushio Y., 1996; Timiryasova Т.М., 2001; Jenne J.W., 2003; Whittle I.R., 2003).
Наиболее распространенные методы операций, такие как долевая резекция опухолей, удаление их кускованием или по перифокальной зоне приводят к частому повреждению медианных структур мозга, оставлению в ране значительных участков опухоли и обрывков измененных тканей, частым кровоизлияниям в окружающее мозговое вещество и выраженному отеку мозга (Земская А.Г., 1985; Дзенис Ю.А., 1997а, 19976; Балканов А.С, 2004; Олюшин В.Е., 2004; Сакович В.П, 2004; Forsting М., 1993).
Недостатком этих методик является невозможность обеспечить адекватный доступ к глубинным участкам опухоли, так как выделение по перифокальной зоне требует протяженного рассечения мозга для достаточного визуального контроля за манипуляциями в глубине раны (Балканов А.С., 2004; Олюшин В.Е., 2004; Стариков А.С., 2004; Савченко А.Ю., 2006; Sala F., 2003).
В связи с большой травматичностью открытых операций на головном мозге в настоящее время актуально использование стереотаксического метода для удаления или деструкции глиальных опухолей мозга, располагающихся в глубинных отделах головного мозга. Этот метод существенно приблизил нейрохирургию к ее заветной цели: наиболее эффективной операции при наименьшей травме мозга. Стереотаксис удовлетворяет требованиям к нейрохирургическим операциям, сформулированным Н.Н.Бурденко: " Анатомическая доступность, техническая возможность и физиологическая дозволенность".
Стереотаксический метод, или сокращенно стереотаксис (от греч. stereos, объемный, пространственный и taxis — расположение), впервые был предложен английскими учеными - Horsley и инженером Clarke, создавшими в 1906 году прибор с координатной системой для операций на животных. Вклад Clarke заключался в том, что он связал внешний фиксированный к черепу аппарат с положением очага деструкции или точки — цели внутри черепа, используя картезианскую систему координат. Это позволило создать карты мозга животных (атлас), который изображал местоположения многочисленных интракраниальных структур для хирургического доступа. (Clare R.H., 1914; Picard С, 1983; Bucholz R.D., 2000). В 1912 году Clarke запатентовал модель для хирургических манипуляций на человеке и создал ряд усовершенствованных ее образцов (Гвоздев П.Б., 2004; Horsley V., 1908; RodhanN.D., 1992; McGirtMJ., 2003).
Особенности воздействия лазерного излучения при фотодинамической терапии
В нейроонкологии метод ФДТ долгое время не находил достаточного применения в связи с наличием ряда причин, ведущими из которых являются: существование гематоэнцефалического барьера, препятствующего проникновению фотосенсибилизатора в ткань опухоли; возникновение фототоксических реакций со стороны кожных покровов и сетчатки глаз при их системном введении; несовершенство технологии интраоперационного облучения ложа удаленной опухоли; наличие свежей крови в ране, значительно ослабляющее эффект лазерного воздействия (Коган Е.А., 1997; Ushio Y., 1996; Muller Paul J., 2000).
В нейроонкологии существует несколько способов введения фотосенсибилизатора: внутривенный, в ликворную систему, в ткань опухоли - интерстициально (Капинус В.Н., 2002а, 20026, 2002в; Маркичев Н.А., 2002; Спиченкова И.С., 2002; Ступак В.В., 2002, 2006, 2007; ЯрославцеваЕ.В., 2002; Комфорт А.В., 2006; Пендюрин И.В., 2006).
Для каждого фотосенсибилизатора разработана доза вводимого препарата. При наиболее распространенном внутривенном способе введения фотосенсибилизатор вводят пациентам в дозе: Фотолон -1 мг/кг, Фотогем - 2 мг/ кг, Фотосенс - 0,5 - 1,5 мг/кг, Фотодитазин - 0,5 мг/кг.
Дозы световой энергии в нейроонкологии отрабатывались экспериментально. При исследовании воздействия ФДТ на опухоль у беспородных крыс воздействие лазера проводилось на лазерных аппаратах с длинной волны 660-662 нм. Световая доза составляла во всех случаях 300 Дж/см. Время воздействия зависело от размера опухоли (Капинус В.Н., 2002а, 20026, 2002в; Ступак В.В., 2002, 2006, 2007). Однако, при исследовании воздействия ФДТ на ткани опухолей головного мозга крыс, в том числе выращенных методом гетеротрансплантации, возникли разные мнения о режимах лазерного излучения. S J. Madsen (2002, 2003) применял при ФДТ у крыс, которым была трансплантирована глиома головного мозга человека, лазерное излучение плотностью мощности от 5 до 25 мВт/см". При всех режимах было достигнуто подавление роста опухоли, наиболее оптимальным режимом облучения, по его мнению, явился 25 мВт/см . F. Jiang (2002) при аналогичных опухолях рекомендовал лазерное излучение в режиме 100 мДж/см2 при длине волны 632 нм; R.W. Kirollos (1998) облучал объемное образование крыс лазером с длинной волны 630 нм плотностью мощности от 10 до 75 мДж/см"; J. Lobel (2001) применял от 3,5 до 50 мВт см ; WJ. Stummer (1996) рекомендует при ФДТ лазерное облучение при длине волны 630 нм в режиме 200мВт/см ; С. Goetz (2002) и FJiang (2002, 2003) при длине волны 632 нм также использовали режимы 200 мДж/см и 100 мВт/см .
В клинической практике дозы световой энергии составляют от 100 до 600 дж\см2. Так, лечение больных проводилось при применении фотосенсибилизатора фотолон через 3 часа после введения фотосенсибилизатора на лазерных аппаратах « ЛД 680-2000» (670 нм) и «Металаз М-1»(670 нм) с плотность мощности 200 -300 мВт/см с помощью торцевых световодов и световодов с линзой. К опухолям подводилась световая энергия от 300 до 600 Дж/см в течение одного или двух сеансов (Капинус В.Н., 2002а).
Лечение с применением фотосенсибилизаторов фотогем и фотосенс проводилось через 24 — 48 часов после введения препарата на лазерном аппарате «Металаз» (630 нм) с помощью торцевых световодов или световодов с линзой при следующих параметрах: выходная мощность лазера - 0.4 -1.0 Вт, плотность мощности 140 - 300 мвт/ см2, плотность энергии лазерного излучения - 100 - 600 Дж/см2 (Странадко Е.Ф., 2001; Ступак В.В., 2002, 2006, 2007).
В результате ФДТ глиальных опухолей головного мозга выявлено большее накопление фотосенсибилизатора в опухолевых тканях головного мозга по сравнению с обычными тканями мозга 5:1; 15:l(Lobel J., 2001), поэтому при воздействии лазерного излучения происходит преимущественный некроз тканей опухоли. При этом происходит и незначительный некроз нормальной мозговой ткани, окружающей опухоль, глубина которого зависит от количества и способа введения фотосенсибилизатора и интенсивности лазерного излучения (Krishnamurthy S., 2000; Goetz С, 2002). Поэтому продолжается поиск наиболее эффективных и безопасных способов введения фотосенсибилизатора, доз его и параметров лазерного воздействия.
При внутривенном введении фотосенсибилизатора Фотодитазин лечение производилось с использованием полупроводникового лазера «Актус» с длинной волны 661 нм, выходной мощностью 2 Вт. Возможность проникновения Фотодитазина через гематоэнцефалический барьер при парентеральном введении, а также избирательность его накопления и удержания в тканях глиальной опухоли была подтверждена серией исследований экзогенной флюоресценции препарата. Для проведения локальной спектроскопии использовалась компьютерезированная спектро-флюоресцентная диагностическая установка «Спектр-Кластер» (длинна волны излучения лазерного диода 636,5 нм, выходная мощность 10 мВт). Полученные в результате исследования показатели экзогенной флюоресценции Фотодитазина, а также его флюоресцентная контрастность свидетельствовали о высокой оптической селективности накопления препарата в ткани глиальной опухоли и возможности проведения фотодинамической терапии (Комфорт А.В., 2006). В качестве основного этапа лечения всем больным производилось максимально возможное хирургическое удаление опухоли. Затем производилось облучение ложа удаленной опухоли лазером (световая доза 150 - 350 Дж/см) . Применялись разные методики облучения. При правильной форме полости резекции и предположительно тотальном удалении опухоли облучение опухоли проводилось сканирующими движениями световода на расстоянии 10 мм от стенок
Методика исследования температурных режимов при ФДТ опухолей головного мозга
Животных 1-ой группы и 3 животных группы сравнения выводили из эксперимента в конце 7-х суток после оперативного вмешательства, 2-ой через 30 (12 животных) и 120 (5 животных) суток путем внутрисердечного введения 0,5 мл 7,5% раствора хлористого калия.
У трупов животных вскрывалась полость черепа, головной мозг извлекался полностью. Выборка материалов осуществлялась с тщательным осмотром препаратов, проводился дополнительный контроль соответствия трепанационного отверстия в черепе относительно левой теменной доли головного мозга, регистрировались изменения окраски, консистенции головного мозга, размеров его и очагов лазерного воздействия. Препараты тщательно маркировались и фиксировались в 10% растворе формалина.
При макроскопическом исследовании делались параллельные фронтальные срезы головного мозга, включая левую теменную долю, с последующей заливкой в парафин. С парафиновых блоков приготавливались серийные срезы, которые окрашивали гематоксилином и эозином для обзорной микроскопии. Для выявления коллагеновых волокон использовалась окраска пикрофуксином по методу ван Гизона.
Исследования проводились на микроскопе «Leica DMRXA» (Германия). Морфометрическое исследование - с помощью компьютерной программы анализа изображений «ДиаМорф Cito — W», Россия, Москва. Для объективизации параметров морфологических изменений, кроме описательных, использовали следующие счетные признаки: - размеры опухолей и рубцов (в мкм с пересчетом в мм); - площадь очага в зоне лазерного воздействия (в мм ); количество фибробластов и фуксинофильных волокон в рубцах на условной единице площади; - число кровеносных сосудов в рубцах на условной единице площади.
Статистическая обработка цифровых данных проводилась методом вариационной статистики с определением среднеквадратичного отклонения б, средней ошибки сравниваемых величин Ml, М2, коэффициента достоверности t и доверительной вероятности р с помощью программы Excel 8.0 из пакета Microsoft Offis 97. Различия считали достоверными при р 0,05.
Методика оперативного вмешательства при трансплантации опухолей в головной мозг животным Для трансплантации опухолевой ткани использовали приготовленный нами гомогенат. С момента забора трансплантата до пересадки опухолевого гомогената проходило не более 1 часа. Для приготовления гомогената опухоли разобщение клеток опухолевых фрагментов мы производили механически в стерильном гомогенизаторе. Гомогенизатор состоял из стеклянной прозрачной колбы и стеклянного прозрачного плотно подогнанного пестика. Гомогенизатор вмещал объем опухолевой ткани 1,0 — 1,5 см3. Приготовление гомогената осуществлялось в течение 3-5 минут вращательными движениями пестика внутри стеклянной колбы. Для определения степени разобщения клеток опухоли брали мазки приготовленного гомогената. Оптимальным считалось наличие микрокусочков опухолевой ткани, включающих в себя от 5 до 15 опухолевых клеток, неразрывно связанных со стромальными элементами.
Оперативное вмешательство в эксперименте проводилось с помощью изготовленного для этих целей стереотаксического аппарата. Он представляет собой две градуированные дуги из
нержавеющего сплава. Нижняя дуга помещается на стол оператора. К ней посредством металлической планки прикрепляется «стол» из ДСП, на который в момент операции держателями фиксировалась крыса. Сама металлическая пластина крепится к дуге основания стереотаксического аппарата винтом. Через металлический блок винтом направляющая дуга фиксируется к дуге основания. К направляющей дуге через подвижный металлический блок винтом фиксируется направитель. В верхней части направителя имеется ручка перемещения направителя. Для точной регулировки стояния направителя имеется винт регулировки угла направителя (Рис.4).
После наступления стадии наркоза крысу фиксировали держателями за конечности к горизонтально установленной конструкции — «столу» стереотаксического аппарата. Кожные покровы головы обрабатывали 70% этиловым спиртом.
Производили разрез мягких тканей головы в проекции сагиттального шва в промежутке между лобно - теменным и теменно - затылочным швами длиной до 1,5 — 2 см. Мягкие ткани разводили, брали на держалки, которые фиксировались к «столу» стереотаксического аппарата. Кость скелетировали. Зубным буром наносили трепанационное отверстие до 3 мм в диаметре до твердой мозговой оболочки в левой теменной области, его расширяли до 0,7см в диаметре зажимом типа «москит». Твердую мозговую оболочку вскрывали крестообразно. К направителю стереотаксического аппарата с помощью фрагментов тонкой силиконовой трубки подвижно прикрепляли микрощипцы. Направитель стереотаксического аппарата под визуальным контролем жестко фиксировали к его дуге винтом в положении, при котором рабочие поверхности микрощипцов находились в проекции костного дефекта
Результаты исследования накопления фотосенсибилизатора в тканях опухоли
Отработка режимов лазерного излучения для точного определения центра опухоли и расстояния 5 мм относительно центра опухоли (зона проникновения лазерного излучения диодного лазера с длинной волны 660 нм) осуществлялась также стереотаксически, через 20 минут после введения фотосенсибилизатора. Отработка режимов осуществлялась на 3 крысах с воспроизведенными опухолями через 30 минут после введения фотосенсибилизатора. Кроме того, нами была выделена группа сравнения, состоящая из 3 —х животных с воспроизведенными опухолями головного мозга, которым проведено лазерное облучение без введения фотосенсибилизатора. Термодатчики в виде термопар устанавливались на расстоянии 2 и 5 мм от центра воспроизведенных опухолей.
Нами использовались следующие мощности непрерывного лазерного излучения: 50 мВт (на 2 крысах, одной после введения, другой - без введения фотосенсибилизатора), 100 мВт (на 2 крысах аналогично первому режиму) и 300 мВт (на 2 крысах аналогично первому и второму режимам) при длительности воздействия 6 мин. Как показывают данные литературы, при облучении экспериментальных опухолей головного мозга у животных используется мощность излучения 5-200мВт (при длине волны 630-665нм), что отражено в ряде работ (Marks P.V., 2000; Lobel J., 2001; Rosenthal M.A., 2001; Goetz С, 2002; Jiang F., 2002; Madsen S.J., 2003). Однако нигде не рассматривались параметры лазерного воздействия в "закрытой" полости головного мозга, т.е. при стереотаксическом доступе.
Подбирая режим воздействия лазерного излучения, достаточный для достижения эффекта ФДТ, руководствовались данными термометрии, чтобы избежать термическое повреждение мозговой ткани. Известно, что повышение температуры выше 40С- 45 С у человека и 45-50 С у грызунов, что составляет подъем температуры от нрмальной на 4 - 9С, приводит к термическим изменениям в клетке, на этом основан метод термотерапии новообразований (Малюта Е.Г., 2000; Осинский СП. 2002; Шамкалович А.В., 2006; Олешкевич Ф.В., 2007; Schmidt М.Н., 1999; Nishikawa Т., 2003).
Эффекты лазерного воздействия в зависимости от температуры по данным Х.П. Берлиен (1997) представлены в таб.5.
В нашем эксперименте при использовании мощности излучения 50 мВт морфологически доказан частичный некроз опухолевых клеток, т.е. данный режим можно считать недостаточным для достижения эффекта ФДТ, а при использовании мощности излучения 300 мВт визуально и морфологически отмечалось горение и обугливание тканей опухоли и прилежащих тканей мозга, т.е. этот режим не мог быть применен ввиду тяжелых побочных воздействий на ткани.
Нами был выбран режим мощности 100 мВт. При этом режиме подъем температуры составлял 2,8С - 3,5С, а морфологически отмечен равномерный некроз опухолевых клеток без признаков обугливания тканей опухоли и мозга.
Кроме того, сравнение результатов лазерного воздействия на разных режимах у животных с введением фотолона и без введения фотосенсибилизатора показало, что только предварительное введение фотолона с последующим лазерным облучением различной мощности (50,100,3ООмВт) в течение указанного выше времени приводило к некротическим изменениям в зоне воздействия. При этом применение непрерывного излучения диодного лазера "Милон" мощностью 100мВт являлось оптимальным для проведения ФДТ опухолей головного мозга.
По данным таблицы видно, что необратимых изменений при таком подъеме температуры, как в нашем опыте в головном мозге не наступает.
Для определения воздействия лазерного излучения на растущие экспериментальные опухоли головного мозга крыс мы произвели стереотаксически облучение 17 животных с растущими глиальными опухолями. Рост опухолей был подтвержден экспресс биопсией. Результаты нашего экспериментального исследования свидетельствуют, что после трансплантации опухолей головного мозга, приживления и роста, размеры опухолей составляли от 0,5x0,3 см до 0,6x0,4см. Размеры биоптата были 0,2x0,2 см. Таким образом объем остававшейся инфильтративно растущей опухоли перед ФДТ составлял не менее 60 — 70% от ее первоначального размера. В исследованиях через 1 месяц после проведения ФДТ экспериментальных опухолей головного мозга у 12 животных отмечался регресс неврологических нарушений, а через 4 месяца у остальных 4 крыс эти расстройства уже полностью не регистрировались.
При исследовании гистологических препаратов мозга через 1 месяц после лечения в зоне бывшей опухоли определялся соединительнотканный рубец, а через 4 месяца после ФДТ в зоне воздействия сформировался глиомезенхимальный рубец, в формировании которого, вероятно, участвовали сохранившиеся клеточные элементы стромы опухоли (Madsen S.J., 2002) и окружающие клетки микроглии мозга, не подвергшиеся некрозу после ФДТ. Размеры указанных рубцов составляли не более 0,3х 0,2см и 0,2х 0,1 см соответственно.
Результаты морфометрического исследования показали, что на конечном сроке наблюдения в рубце значительно уменьшилось содержание сосудов и волокнистых структур. При этом ни в одном случае не отмечалось признаков опухолевого роста ни в зоне облучения, ни в окружающих тканях головного мозга.
Полученные результаты подтверждают возможность проведения ФДТ при введении сенсибилизатора непосредственно в полость частично удаленной опухоли, так как эффект некроза опухоли при выбранных нами режимах лазерного воздействия мог быть достигнут только за счет ФДТ.
Таким образом, результаты проведенного экспериментального исследования показали, что стереотаксическая ФДТ экспериментальных злокачественных глиальных опухолей головного мозга у крыс с использованием фотолона, непрерывного излучения диодного лазера «Милон» с длиной волны 660 нм, мощностью 100 мВт, с длительностью
100 воздействия 6 минут и световода диаметром 0,6 мм вызывает в динамике наблюдений некроз опухолевой ткани и формирование рубца в зоне воздействия. Это сопровождается регрессом неврологических нарушений у животных.
