КАРТОЧКА ПРОЕКТА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПОИСКОВЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ

Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.

 

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

---

Номер проекта 22-25-00468

НазваниеИсследование структурных изменений и антимикотической активности хлоринсодержащих фотосенсибилизирующих препаратов при их лазерной активной доставке и нерезонансном лазерном воздействии в дерматологии

Руководитель Беликов Андрей Вячеславович, Доктор физико-математических наук

Организация финансирования, регион федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский университет ИТМО" , г Санкт-Петербург

Конкурс №64 - Конкурс 2021 года «Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований малыми отдельными научными группами»

Область знания, основной код классификатора 05 - Фундаментальные исследования для медицины; 05-601 - Физические воздействия в медицине

Ключевые слова фотодинамическая терапия, фотодинамическая диагностика, грибковые заболевания, нерезонансное лазерное воздействие, излучение, доставка лекарств, хлоринсодержащие фотосенсибилизирующие препараты, спектры поглощения, конформационное состояние, фунгистатическая активность, микозы, микропорация, димеры, мономеры

Код ГРНТИ29.31.27

---

 

ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ

---

Аннотация
Фотодинамическая терапия (ФДТ) и диагностика являются перспективными направлениями современной медицины, требующими развития методов и средств доставки фотосенсибилизирующих препаратов к очагу поражения в биоткани, а также методов и средств облучения этих препаратов. При фотодинамической терапии используются фотосенсибилизирующие препараты, которые содержат фотосенсибилизаторы, активирующиеся светом, что приводит к избирательному повреждению клеточных структур и апоптозу. При диагностике анализируется экзогенная флюоресценция, вызванная введенными в организм агентами, в том числе, фотосенсибилизаторами. К наиболее перспективным фотосенсибилизирующим препаратам следует отнести хлоринсодержащие препараты. Исследование спектрально-люминесцентных свойств хлорина е6 (Ce6) на предмет агрегации, и последующего ее влияния на фотофизические свойства хлоринсодержащего препарата, является критически важным моментом с точки зрения ФДТ. Для спектра поглощения Ce6 характерно наличие следующих полос: наиболее интенсивная B-полоса (полоса Соре) с пиком на длине волны 401 нм, Qx 00- и Qx 01-полосы (около 505-510 нм), а также Qy 00-полоса с пиком на длине волны около 664 нм. При фотодинамической терапии в основном используются источники света длина волны которых попадает в пик Qy 00-полосы, что связано с тем, что свет с этой длиной волны глубоко приникает в биоткани. Однако это излучение поглощается фотосенсибилизатором не так эффективно, как излучение, попадающее в пик В-полосы. Применение же источников с длиной волны, попадающей в В-полосу ограничено малой глубиной проникновения их излучения в биоткань. В этой связи использование излучения с длиной волны, попадающей в В-полосу, но не соответствующей ее пику поглощения позволит подобрать условия, при которых свет будет глубже проникать в биоткань, но при этом поглощение света фотосенсибилизатором будет выше или на том же уровне, как при воздействии света попадающего в пик Qy 00-полосы. Для ряда дерматологических заболеваний и прежде всего онихомикоза, глубина проникновения света не должна быть выше 0.3-0.5мм. Кроме того, при фотодинамическом воздействии пик полосы поглощения хлоринсодержащих препаратов сдвигается в ИК область, а их поглощение в диапазоне 600-700 нм уменьшается, т.к под действием лазерного излучения происходит фотодеградация фотосенсибилизирующих препаратов с хлорином е6. Высокая доля агрегатов в растворе приводит к низкой скорости фотодеградации и ингибирует фотоокислительный процесс, препятствующий образованию синглетного кислорода ответственного за наиболее значимую реакцию фотодинамической индукции гибели клеток. Фотодинамическую эффективность фотосенсибилизирующего препарата можно охарактеризовать при анализе его конформационных состояний. Поэтому исследование динамики спектра поглощения фотосенсибилизирующих препаратов при воздействии на них источником с длиной волны, лежащей вне пика полосы поглощения но попадающей в полосу поглощения (нерезонансное воздействие вне пика поглощения, например на длине волны 450 нм) способное ослабить оба вышеперечисленных эффекта является актуальным и может привести к положительным в смысле сохранения фотодинамической активности препарата последствиям. Это возможно, в том числе потому, что при нерезонансном лазерном воздействии на хлоринсодержащий фотосенсибилизирующий препарат, в отличие от резонансного воздействия, может происходить не только процесс фоторазрушения фотосенсибилизатора, но и дополнительный нагрев, изменение pH и др., что влияет на конформационное состояние фотодинамического агента. Нерезонансное лазерное воздействие должно в меньшей степени чем резонансное приводить к уменьшению поглощения фотосенсибилизирующего препарата в течение времени воздействия на длине волны возбуждения, т.к. в этом случае процессы фоторазрушения на длине волны возбуждения либо выражены слабо, либо полностью отсутствуют, а разрушение фотосенсибилизатора происходит не только под действием света, но под действием других факторов (температура, кислотность и пр.) и в этом случае в процессе операции по лечению, например, грибкового заболевания в дерматологии для компенсации потери фотодинамической активности препарата потребуются меньшие чем в случае резонансного воздействия интенсивности излучения, что позволит избежать ненужной травмы кожи при сохранении высокой эффективности фотодинамического действия, т.е. повысит безопасность лечения или диагностики в дерматологии. Кроме того можно подобрать длину волны нерезонансного воздействия таким образом, чтобы порог разрушения биоткани (кожи) на этой длине волны существенно превышал порог разрушения на длине волны резонансного воздействия, что позволит повышать интенсивность излучения при нерезонансном воздействии (для компенсации потери поглощательной способности в результате фоторазрушения фотосенсибилизатора) до большего значения чем при резонансном воздействии и существенно повысить тем самым эффективность фотодинамической процедуры. Одной из распространенных проблем дерматологии является грибковая инфекция. Для лечения микозов широко используются местные фармацевтические препараты. Проницаемость ногтя и кожи для местных препаратов существенно ограничена, что снижает эффективность лечения. Для повышения эффективности доставки местных препаратов в биоткань можно использовать различные методы. Лазерная доставка отличается от других методов минимальной инвазивностью, безболезненностью, улучшенной фармакокинетикой препарата и высокой локальностью. Проницаемость ногтя или рогового слоя кожи можно увеличить с помощью лазерной микропорации. Однако, при лазерной доставке (микропорации) важно избежать трансформации лекарства под действием лазерного излучения. В этой связи для доставки водных растворов лекарств используют лазерное излучение, эффективно поглощающееся водой и не поглощающееся лекарством, т.е. используют нерезонансное воздействие за пределами полосы поглощения лекарства. Эффективная доставка наблюдается при нерезонансном лазерном воздействии с длиной волны лежащей в диапазоне 2.8-3 мкм соответствующем полосе поглощения воды. Таким образом, сочетание активной лазерной доставки и фотодинамической терапии с использованием хлоринсодержащих фотосенсибилизирующих препаратов может существенно увеличить эффективность и качество лечения грибковых заболеваний в дерматологии. Фоторазрушение фотосенсибилизирующего агента в процессе резонансного лазерного облучения существенно снижает эффективность фотодинамической терапии и диагностики. В этой связи поиск новых методов и средств для сохранения фотодинамической эффективности препарата в течение всего времени процедуры облучения при отсутствии повреждений кожи является актуальной задачей, которую в рамках данного проекта предлагается решить за счет активной лазерной доставки и нерезонансного лазерного воздействия на фотосенсибилизирующий препарат.

---

 

ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

---