способ индукционной гипертермии в эксперименте
Классы МПК: | A61N2/04 с использованием переменных полей, например низкой частоты или пульсирующих A61N2/06 с использованием магнитных полей, генерируемых постоянными магнитами A61N2/08 действующими снаружи тела |
Автор(ы): | Брусенцов Н.А., Барышников А.Ю., Иванов П.К., Блохин Д.Ю., Сергеев А.В., Брусенцова Т.Н., Кузнецов А.А. |
Патентообладатель(и): | Российский онкологический научный центр им. Н.Н. Блохина РАМН |
Приоритеты: |
подача заявки:
2001-07-17 публикация патента:
27.04.2003 |
Изобретение относится к медицине. Предложен способ индукционной гипертермии в эксперименте, включающий регионарное введение магнитоуправляемого препарата в зону локализации опухоли с его последующей концентрацией, фиксацией в постоянном магнитном поле и нагревом в переменном электромагнитном поле через слой воды, имеющей постоянную температуру. 6 табл.
Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3
Формула изобретения
Способ индукционной гипертермии в эксперименте, включающий регионарное введение магнитоуправляемого препарата в зону локализации опухоли с его последующей концентрацией, фиксацией и нагревом, при этом концентрация и фиксация препарата осуществляется в постоянном магнитном поле, а нагрев - в переменном электромагнитном поле, пропущенном через слой волы, имеющей постоянную температуру.Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к экспериментальной медицине и может быть использовано в онкологии для лечения опухолей различной локализации в эксперименте. Известен способ индукционной гипертермии злокачественных опухолей животных в переменном магнитном поле: после внутриопухолевого введения магнитовосприимчивых частиц животное индукционно нагревают, мыши выдерживают 3-минутные процедуры лечения, после 7-минутных процедур они гибнут [1]. Известен способ индукционной гипертермии злокачественных опухолей животных в переменном магнитном поле: после внутриопухолевого введения магнитовосприимчивых частиц животное, покрытое электроизолирующим материалом, индукционно нагревают, мыши выдерживают 9-минутные процедуры лечения, после 15-минутных процедур они гибнут. У выживших животных после кратковременной ремиссии развивается рецидив [2]. Известные аналоги имеют следующие недостатки: электрическое поле индуцирует электрические заряды на коже экспериментальных животных. Электрические заряды генерируют искровые электрические разряды, которые обладают высокой токсичностью и калечат экспериментальных животных. Животные страдают от токсикоза, вызванного искровыми электрическими разрядами и перегревом. Наиболее близким к предлагаемому способу индукционной гипертермии (прототип) [3] является способ, при котором мышь после внутриопухолевого введения магнитной жидкости помещают в болюс (кювета с двумя створками), болюс с мышью располагают между полюсами сердечника (частота 500 кГц, индукция от 1 до 10 кА/м) и индукционно нагревают. Температура среды, окружающей животное, поддерживается на уровне +35oС, температура опухоли 42-45oС. Прототип имеет те же недостатки, что и аналоги: неконцентрированное и нефиксированное в опухоли (рассеянное в организме) состояние магнитоуправляемого препарата, который концентрируется в печени от 12 до 14%, в селезенке, почках и других органах ретикулоэндотелиальной системы, что ведет к токсикозу и понижению терапевтического эффекта, после недельной ремиссии наступает рецидив. Задачей изобретения является устранение указанных недостатков, обеспечение безопасности и терапевтического эффекта. Указанная задача решается тем, что после регионарного внутриопухолевого введения магнитоуправляемого препарата животное размещают в неоднородном постоянном магнитном поле таким образом, чтобы препарат концентрировался и фиксировался в опухоли по ходу силовых линий, после этого животное ориентируют так, чтобы опухоль находилась в пространстве максимальной напряженности переменного электромагнитного поля, прошедшего через слой воды с постоянной температурой, и выдерживают заданное время с последующими повторениями процедуры от 3 до 12 сеансов с 3-6-дневными перерывами, в зависимости от злокачественности и объема опухоли. Длительность перерыва зависит от физического состояния животного, которое определяют по внешнему виду и подвижности: чем лучше выглядит животное, тем короче перерыв. При пропускании переменного электромагнитного поля через слой воды толщиной 1,2-21 мм, имеющей постоянную температуру, поглощается энергия электрического поля и восстанавливается постоянная температура среды, окружающей животное, наблюдается электротермостатирование животного. Способ осуществляется следующим образом: на 6-9 день после прививки, когда объем опухоли достигает 21-30 мм3, вводят в центр опухоли 300 мкл раствора магнитоуправляемого противоопухолевого препарата (содержание![способ индукционной гипертермии в эксперименте, патент № 2203111](/images/patents/267/2203084/947.gif)
![способ индукционной гипертермии в эксперименте, патент № 2203111](/images/patents/267/2203095/961.gif)
![способ индукционной гипертермии в эксперименте, патент № 2203111](/images/patents/267/2203084/947.gif)
- в 1 группе мышей объем опухоли у каждой мыши устойчиво увеличивается без признаков регрессии;
- во второй группе средний объем опухолей уменьшается медленно, увеличение продолжительности жизни 117%:
- в третьей группе средний объем опухолей значительно уменьшается, полная регрессия опухоли наблюдается у одной из 9 мышей, увеличение продолжительности жизни мышей 140%;
- в четвертой группе средний объем опухолей в большинстве случаев продолжает увеличиваться до двенадцатого дня, после которого начинается уменьшение объема опухолей и, наконец, их признаки не проявляются в течение 3 месяцев, полная регрессия опухоли наблюдается у 4 из 9 мышей, увеличение продолжительности жизни мышей 160%;
- в пятой группе после 9 терапевтических воздействий незначительно увеличивается продолжительность жизни мышей 163%;
- в шестой группе после 12 терапевтических воздействий наблюдается уменьшение продолжительности жизни мышей до 140%;
Т. о. , предпочтительна индукционная гипертермия опухоли при +45oС 9х45 мин с интервалом 4 суток. Пример 6. Увеличение средней продолжительности жизни мышей при внутриопухолевой индукционной гипертермии саркомы S180. 20 мышам подкожно вводят суспензию 106 клеток саркомы S180 и делят их на 2 равные группы. Когда средний диаметр опухоли достигает 6 мм (около 5 суток), у мышей 1 и 2 групп измеряют температуру в прямой кишке, в опухоль вводят от 0,06 до 0,09 мл 30% раствора магнитоуправляемого противоопухолевого препарата имышей помещают на 5 минут в постоянное магнитное поле индукцией 0,2 Тл, градиент 0,015 Тл/см. Мышей 2 группы электротермостатируют и индукционно нагревают опухоли (частота 0,88 МГц, индукция 7,2 кА/м, 0,15 кВт) 9х45 мин при (+44) - (+45)oС с повторением процедуры через 4 суток. Сразу после прекращения нагрева измеряют температуру на поверхности опухоли и в прямой кишке мыши электротермометром. После девятикратного, с интервалом 4 суток повторения процедуры нагревания, опухоли у мышей мумифицируются и отторгаются в течение следующих 3 недель наблюдения. Из 10 мышей выживает 6 (60%). На месте отторгшейся опухоли образуется лысина, которая через 6 - 9 месяцев зарастает шерстью. Индукционное нагревание саркомы S180 приводит к полной регресси опухоли у 4 животных и к увеличению средней продолжительности жизни мышей 2 группы до 160%. Этими данными подтверждается противоопухолевый эффект и увеличение средней продолжительности жизни мышей при лечении плотной формы саркомы S180 (табл. 3). Полученные результаты указывают на превосходство заявленного способа над известными. Пример 7. Определение числа процедур и отдаленного противоопухолевого эффекта при индукционной гипертермии опухоли. Кусочки опухолевой ткани (плотная карцинома Эрлиха), содержащие магнитоуправляемый препарат, имплантируют 45 мышам под кожу правого бока; мышей делят на 5 равных групп. В 1 группе мышей не проводят процедуру индукционного нагревания, во 2 группе проводят - 2 раза, в 3 группе - 4 раза, в 4 группе -12 раз, в 5 группе - 18 раз с интервалом 4 суток (табл. 4). Получают:
- в 1 группе мышей объем опухоли у каждой мыши устойчиво увеличивается;
- во второй группе средний объем опухолей незначительно уменьшается и у мышей развивается кратковременная ремиссия;
- в третьей группе средний объем опухолей значительно уменьшается, УПЖ мышей возрастает до 110%;
- в четвертой группе средний объем опухолей в большинстве случаев продолжает увеличиваться до двенадцатого дня, после которого начинается уменьшение объема опухолей и, наконец, их признаки не проявляются в течение 3 месяцев, полная регрессия опухолей наблюдается у 1 из 9 мышей, увеличение продолжительности жизни мышей 120%. Гистологически подтверждается образование некротизированной опухолевой ткани в центре опухоли после первой процедуры нагревания, однако сразу после третьей процедуры нагревания по периферии опухоли еще обнаруживаются жизнеспособные опухолевые клетки. Полная регрессия опухоли наступает через 4 недели после двенадцатой процедуры нагревания. Полученные результаты указывают на повышение противоопухолевого эффекта при повторяющихся процедурах индукционного нагревания во 2, 3 и 4 группах мышей, в 5 группе проявляется падеж животных от метастазов, связанный с особенностями течения карциномы Эрлиха (табл. 4). Т. о., для достижения полной регрессии опухолей и проявления отдаленного противоопухолевого эффекта необходимо многократное нагревание. Полученные результаты указывают на превосходство заявленного способа над известными. Пример 8. Увеличение средней продолжительности жизни мышей при внутриопухолевой индукционной гипертермии саркомы МХ11. 40 мышей делят на 4 равные группы: 1 группа контрольная, 2, 3, 4 - опытные. Всем мышам подкожно вводят суспензию 106 клеток саркомы MX11. Когда средний диаметр опухоли достигает 6 мм (около 5 суток), у мышей измеряют температуру в прямой кишке, в опухоль вводят от 0,06 до 0,09 мл 30% раствора магнитоуправляемого препарата и помещают на 5 минут в постоянное магнитное поле индукцией 0,2 Тл, градиент 0,015 Тл/см, мышей 2, 3, 4 групп электротермостатируют и выдерживают опухоль в переменном магнитном поле (частота 0,88 МГц, индукция 7,2 кА/м, мощность 0,15 кВт), 45 мин при (+43) - (+44)oС с последующим повторением процедуры через 4 суток: во 2 группе 4 раза, в 3 группе 8 раз, в 4 группе 12 раз. В 4 группе после восьмикратного, с интервалом 4 суток, повторения процедуры лечения опухоли у мышей мумифицируются и отторгаются в течение следующих 3 недель наблюдения. Из 10 мышей выживает 4 (40%). На месте отторгшейся опухоли образуется лысина, которая через 6-9 месяцев зарастает шерстью. В 5 группе после 12-кратного, с интервалом 4 суток, повторения процедуры лечения опухоли у мышей мумифицируются и отторгаются в течение следующих 3 недель наблюдения. Из 10 мышей выживает 3 (30%). В контрольной группе, после подкожного введения 106 клеток саркомы МХ11, у всех 10 мышей развиваются опухоли, от которых они гибнут в течение 3 месяцев. Индукционное нагревание саркомы MX11 приводит к увеличению средней продолжительности жизни опытных мышей до 150% (табл. 5) по сравнению с контрольными. Т. о. при гипертермии саркомы MX11 лучшие результаты дает 8-кратное повторение гипертермии. Пример 9. Потенцирование противоопухолевого иммунитета. В контрольной группе А 6 мышам вводят кусочки опухоли МХ11 под кожу правого и левого бока. В группе Б кусочки опухолевой ткани (саркома МХ11), содержащие магнитоуправляемый препарат, имплантируют 9 мышам под кожу правого бока, дополнительно им имплантируют под кожу левого бока кусочки опухолевой ткани, не содержащие магнитоуправляемый препарат. Опухоли всех мышей индукционно нагревают 8х45 мин с интервалом 4 суток. При лечении этих мышей нагревание при +45oС наблюдается лишь в группе Б, в опухолях, расположенных на правом боку. В табл. 6 представлены величины регрессии опухолей на правом и левом боку на 28 день после 8х45 мин с интервалом 4 суток процедур индукционного нагревания. В группе А опухоли обнаруживаются у всех мышей на правом и левом боку. В группе Б полная регрессия на левом боку наблюдается у трех из девяти мышей, отдаленный противоопухолевый эффект наблюдается у каждой из этих мышей. Полная регрессия не наблюдается у 6 из девяти мышей в группе Б, у этих же мышей не наблюдается отдаленный эффект (табл. 6). Т.о., преимущество заявленного способа над известными заключается в том, что индукционное нагревание приводит к потенцированию противоопухолевого иммунитета. Этими данными подтверждается преимущество заявленного способа увеличением средней продолжительности жизни мышей при индукционном нагревании солидной формы саркомы МХ11. Пример 10, Определение отдаленного противоопухолевого эффекта. Кусочки опухолевой ткани (саркома S180), содержащие магнитоуправляемый препарат, имплантируют 27 мышам под кожу правого и левого бока; мышей делят на 3 равные группы. Мышам первой группы дополнительно имплантируют под кожу левого бока кусочки опухолевой ткани, не содержащие магнитоуправляемый препарат. Для 1 и 2 группы мышей проводят индукционное нагревание 4
![способ индукционной гипертермии в эксперименте, патент № 2203111](/images/patents/267/2203008/8226.gif)
1. Medal B.S., Shorey W., Gilchrist R.K., Barker W., Hanselman R. Archives of surgery 79, (1959), pp. 427-431. 2. Брусенцов Н.А., Порубова Г.М., Евелев Ю.К., Шумаков Л.И., Чулков А.В. , Килимник И. В., Разумовский В.А. 4-я Всесоюзная конф. по применению магнитных жидкостей в биологии и медицине. Сухуми, 1991, с. 27-30. 3. A. Jordan, P. Wust, R.. Scholz, H. Faehling, J. Krause, and R. Felix. Scientific and Clinical Applications of Magnetic Carriers (Eds) Hafeli et al. Plenum Press, N.Y., (1997), pp. 569 - 595. 4. Л. Ф. Ларионов. Химиотерапия злокачественных опухолей. Мед.лит., М., 1962.
Класс A61N2/04 с использованием переменных полей, например низкой частоты или пульсирующих
Класс A61N2/06 с использованием магнитных полей, генерируемых постоянными магнитами
Класс A61N2/08 действующими снаружи тела