Тепловой эффект ик-излучения 1273 нм при прямой фотогенерации синглетного кислорода для терапии солидных опухолей

Синглетный кислород, представляющий собою электронно-возбужденное состояние нормального триплетного кислорода, обладает цитотоксическим действием. Генерация синглетного кислорода в результате фотодинамического воздействия применяется для терапии солидных опухолей. Методы прямой фотогенерации синглетного кислорода в тканях инфракрасными лазерами могут стать эффективной альтернативой фотодинамической терапии. Перспективным направлением является использование импульсных режимов лазерного облучения 1273 нм с высокой пиковой плотностью мощности. Такие режимы минимизируют тепловое воздействие и позволяют получать высокие пиковые скорости генерации синглетного кислорода. В настоящей работе мы использовали физико-математическую модель для описания генерации синглетного кислорода с учетом распределения интенсивности излучения и температуры в биологических тканях. В результате численного моделирования были рассчитаны такие режимы прямой фотогенерации синглетного кислорода лазером 1273 нм при облучении широким пучком (радиус 5 мм) биоткани, которые не приводят к разогреву до биокритических температур выше 42,5°C, но позволяют получать цитотоксические количества синглетного кислорода. На биоимитирующем геле было показано, что используемые режимы облучения (средняя плотность мощности ~1 Вт/см2) не приводят к разогреву места воздействия выше биокритических температур. Полученные результаты могут служить необходимым основанием для дальнейших исследований прямой фотогенерации синглетного кислорода в живых системах с целью разработки инновационных методов терапии солидных опухолей и их внедрения в практическую онкологию.