ТАСС, 28 января. Российские физики смоделировали процесс одного из перспективных методов терапии рака - гипертермического - и подобрали оптимальные параметры, позволяющие разрушать опухоли без повреждения здоровой ткани. Результаты работы опубликовал научный журнал Photonics, кратко об этом пишет пресс-служба МГУ.
При радио- и химиотерапии рака повреждаются в том числе здоровые ткани. Поэтому ученые разрабатывают новые, избирательные методы терапии, к которым относятся гипертермические. Их суть заключается в локальном нагреве опухолей свыше определенной температуры (как правило, 42 °С), в результате чего те повреждаются или разрушаются. Повысить температуру можно разными способами, но точечный результат дает применение лазеров.
"В качестве модельного объекта ученые выбрали базальноклеточную карциному. Это наиболее часто встречающийся тип рака кожи. <...> По результатам моделирования был показан достаточный температурный контраст (до 5 градусов) между клетками опухоли и окружающими клетками здоровой ткани. Это делает возможным уничтожение карциномы при лазерном нагреве до 42 градусов, в то время как здоровые ткани останутся практически целыми при меньших температурах", - говорится в сообщении.
Как отмечают авторы работы, чтобы лазерное излучение по-разному влияло на больные и на здоровые ткани, нужно изменить их оптические характеристики. Если просто светить лазером на опухоль, находящуюся в нормальной ткани, то они обе будут повреждаться. Один из способов повлиять на это - ввести кремниевые наночастицы в новообразование. Тогда наночастицы изменят оптические свойства раковой ткани, и она будет сильнее нагреваться. Благодаря хорошей биосовместимости для этих целей исследователи используют кремниевые наночастицы.
Чтобы подобрать оптимальные параметры лазерного воздействия, ученые использовали компьютерное моделирование. В итоге они получили трехмерную картину, на которой видна температура каждого участка после воздействия лазерного излучения. При этом задачей исследования было не просто смоделировать весь процесс, но и подобрать оптимальные параметры лазера, которым облучают опухоль. Например, ученые выяснили, что оптимальный размер лазерного пучка должен быть примерно равен диаметру облучаемой опухоли.
Моделирование производилось для двух типов кремниевых наночастиц: одни были получены в воде, а другие - в этаноле. В результате моделирования, как отмечают ученые, выяснилось, что для решаемой задачи больше подходят этанольные суспензии наночастиц, потому что они позволяют излучению глубже проникнуть в ткань из-за меньшего рассеяния, и в итоге опухоль сильнее нагревается.