В ТУСУРе разрабатывают технологию лечения костных опухолей

Учёные ТУСУРа работают над применением технологии нагрева тканей, которая успешно используется для лечения злокачественных образований в мягких тканях, для лечения опухолей костной ткани. Комплекс локальной гипертермии «Феникс-2», созданный ими, уже сейчас демонстрирует хороший результат в борьбе с этим видом опухолей. После усовершенствования методики с его помощью можно будет проводить лечение без последующего протезирования.

В настоящее время для лечения опухолей костной ткани в практической медицине применяется несколько методик, и все они связаны с нарушением анатомической структуры: от ампутации и протезирования до прогрева в автоклаве с длительным процессом срастания после проведения реконструктивной операции. Первый опыт использования прибора «Феникс-2» для воздействия на опухоль костной ткани у пациента в сотрудничестве с НИИ онкологии Томского НИМЦ дал положительный результат. Спустя семь месяцев (самый длительный на сегодня период наблюдения после проведения воздействия) рецидива не возникло.

«Наш метод позволяет, не извлекая кость, осуществить тепловое воздействие во время операции на пациенте. При этом сохраняются все анатомические структуры, последующие процессы регенерации должны происходить более просто», – отмечает заведующий лабораторией биомедицинских технологий ТУСУРа Денис Пахмурин.

Проблема, с которой столкнулись разработчики, – снижение прочности кости после термического воздействия. Это связано с необходимостью применения высокой температуры. Если для воздействия на опухолевые образования в мягких тканях достаточно 40 – 45°C, то при лечении рака костей необходима температура вдвое выше (термоабляция). В связи с отсутствием длительных наблюдений о влияния термоабляции на костную ткань, врачи в данный момент не готовы отпустить пациента, прошедшего лечение с помощью этого метода, без необходимости какого-либо дополнительного вмешательства. Однако такое воздействие на опухоль уже сегодня позволяет дождаться протезирования (ожидание занимает до полугода и более) без наличия опухоли в кости.

«На данном этапе мы ставим перед собой задачу подобрать оптимальную температуру, которая будет убивать опухолевые клетки, и при этом вред здоровым тканям будет минимальным. Сложность заключается в том, что при прогревании костной ткани перепад температур на поверхности и в центре довольно большой. Нам предстоит добиться такого эффекта, чтобы температура, которая идёт снаружи, не особо выросла, а внутри – увеличилась. В случае успеха это позволит проводить лечение без необходимости дальнейшего протезирования или укрепления кости», – отмечает Денис Пахмурин.

В данный момент проводятся эксперименты по изучению влияния прибора на механические свойства костей.

Работа с анализом полученных данных проводится в университетской лаборатории съёма, анализа и управления биологическими сигналами. Учёные в ходе экспериментов наблюдают, как распределяется тепловое поле в костной ткани, как изменяются прочностные характеристики в зависимости от температуры и динамики нагрева. Следующая задача – обработать эти данные для определения рекомендаций по оптимальному использованию метода в максимально щадящем режиме без ущерба эффективности лечения.

«Те методы, которые мы традиционно используем, предназначены для работы с большими объёмами данных. Нам предстоит модифицировать старые и разрабатывать новые, предназначенные для работы с небольшими объёмами информации», – рассказывает заведующий лабораторией Евгений Костюченко.

Результатом станет модель, позволяющая определить необходимые параметры воздействия на каждого конкретного пациента. Пока эксперимент проводился на костях крупных сельскохозяйственных животных, однако полученную модель можно будет легко перестроить с учётом параметров человека.

Комплекс локальной гипертермии «Феникс-2» создан на кафедре промышленной электроники ТУСУРа в тесном взаимодействии со специалистами НИИ онкологии Томского НИМЦ и не имеет ни российских, ни зарубежных аналогов. Поверхностные и игольчатые нагреватели обеспечивают нагрев опухоли на любой глубине, подавляя очаг опухоли и метастазы, практически не затрагивая здоровую ткань. Особая запатентованная конструкция обеспечивает нагревание опухоли в строго ограниченных областях, а использование постоянного тока вместо СВЧ-излучения снижает до минимума влияние этой процедуры на организм в целом. КЛГ «Феникс-2» получил официальное право применения в лечебных учреждениях.