專利名稱：用于活生物機體組織的光動力學療法的設備的制作方法
技術領域：
用于活生物機體組織的光動力學療法的設備，包括由至少一個光源組成的曝光系統(tǒng)、光敏劑供給系統(tǒng)和用于對光敏劑的懸浮液進行同時或者單獨施用和照射的系統(tǒng)。
背景技術：
設備在人類醫(yī)學和獸醫(yī)學中適用于治療惡性腫瘤、美容缺陷、不同的皮膚和黏膜疾病、創(chuàng)傷以及潰瘍。在通常的光動力學療法中，光敏劑分子在吸收光量子之后，被轉換為受激發(fā)態(tài)。在受激發(fā)態(tài)中，光敏劑分子開始了兩種不同的化學反應。在第一反應類型下，受激發(fā)的分子和生物基底的分子直接相互作用使得產(chǎn)生自由基。在第二反應類型下，受激發(fā)的光敏劑與所謂的三態(tài)氧(組織細胞中的普通氧)的分子相互作用，使得單態(tài)氧產(chǎn)生催化作用。單態(tài)氧擁有巨大的氧化電勢，其比臭氧的氧化電勢更大。在這兩種反應類型下，由光化學反應而生成的產(chǎn)物在活生物機體的患病細胞上施加了抑制作用并且以該方式將其破壞O^rof Dr.Tarnas Vidoczi, Differentiation of a photo-dynamic action, Magyar KCmiai Folybirta, Volume20 1 13，2007，pages 44—48)。用于治療位于口腔黏膜表面潰瘍的光動力學療法的方法是已知的。該已知方法描述了合適的含5-氨基乙酰丙酸的光敏劑的應用。(D^artment of pathology, Norwegian Radium Hospital, Universityof Oslo, 1997，Jan 15，79 (12)，2282—308)。用于光動力學療法的另一設備在RU 2 221 605 dd 20. 01. 2004中是已知的。該設備與含有腫瘤靶向劑(tumor-tropic agent)的光敏劑一起應用于惡性潰瘍的治療。對于PDT，常規(guī)作法是首先，將合適的光敏劑施用于受體；然后，等待一段時間直到在可治療目標區(qū)域中光敏劑的等級升高到可接受的濃度；最后，用合適的光源照射目標區(qū)域。在目標區(qū)域中，光敏劑的分子吸收光線并且在治療區(qū)域引起發(fā)光和光化學反應，破壞染病組織。 該設備包括診斷模塊，該診斷模塊由病理拓撲學確定裝置(determiner)、圖像收集器、行為拓撲學確定裝置、用于顯示病理拓撲學數(shù)據(jù)和行為拓撲學數(shù)據(jù)的顯示系統(tǒng)，以及曝光系統(tǒng)組成。曝光系統(tǒng)包括激光源、時間管理系統(tǒng)和將光線導入目標區(qū)域的光學儀器。診斷模塊用來選擇照射模式以及控制診斷模塊。病理拓撲學確定裝置包括安裝有選擇性的光學儀器的視頻攝像機，該選擇性的光學儀器具有對光敏劑的發(fā)光范圍透明的光譜窗。當照射光的波長范圍與光敏劑的最大光譜吸收量相對應時，達到最大的光動力效果。用于激活PDT劑的另一設備在RU 2 371 216 dd 27. 10. 2009中是已知的。該設備包括用于存儲PDT劑的存儲腔，而耦接到光源的光學儀器也被固定在存儲腔的壁上。該存儲腔包括具有開關的蓋，當蓋打開時，開關將電流電路接通并且以該方式激活光源。在施藥給目標區(qū)域之前，用合適的光源直接照射PDT溶液(光激活劑)。PDT溶液以該方式被激活，并且從光活性態(tài)轉換為被光激活的狀態(tài)，并且其后顯示新的有用的生物活性特性。然后被光激活的PDT溶液被引到目標區(qū)域，在目標區(qū)域其發(fā)揮治療的和/或美容的作用。市場上有各種形式的光激活的PDT溶液純粹的、膠體的和膠束溶液、凝膠、乳脂、單一和多個分散系統(tǒng)、乳狀液、泡沫狀的和脂質的系統(tǒng)等。已知方法規(guī)定了已經(jīng)被光激活的溶液在其生物活性態(tài)中的應用。所述設備在其實施例形式中既被用作存儲光激活PDT溶液的容器，也被用作通過暴露于光照射來光激活PDT溶液的設備。為此，光源直接定位于用于存儲光激活溶液的存儲腔上。該設備進一步包括電能供給單元，以給光源提供電能。該設備以下述方式放射光激活PDT劑所必需的光正好在將光激活溶液供給到目標區(qū)域之前，光照射均勻地影響存儲腔中合適部的光激活溶液。光源是從包括UV范圍的(從^Onm到可見范圍邊界)、可見范圍的和頂范圍(分別地從840nm到IlOOnm以及從7000nm到14000nm)的不連貫的和連貫的、單頻的和非單頻的、連續(xù)的和脈沖的光源的組中選擇的。光源的選擇和光照射的模式取決于可適用的PDT溶液的特定類型。在光激活的過程之前，PDT溶液被保存在存儲腔的合適部，即，在活生物機體的目標區(qū)域之外；因此，保證了光激活過程不受組織的影響。所以，增強了 PDT方法的效果，并且其提供了新的方式來施加已知在組織內部不可激活的PDT 溶液物質。光照射不僅激活了 PDT溶液中在暴露于光下就轉化成在治療或美容上有效的化合物的光活性成分，而且也作為溶液的輔助成分而起作用，如，使用化合物和/或構造物作為載體，以通過組織的表層將溶液遞送到組織的深處(如橫穿表皮的載體)。已知PDT方法的缺點是它需要在活生物機體的組織外部激活PDT溶液，使得限制了它在組織上的有益效果。因為單態(tài)氧的生命期總計只有幾毫秒，所以PDT的效果取決于施用光敏劑的懸浮液和使其進行激光曝光照射的同時性。名為SCHALI-LAS的PDT設備的實施例是已知的，其包括光學通道(光照射)和流動的懸浮液通道(遞送 PDT 溶液)(參見=Nanotechnologies for medicine, A. Kurkayev, Budapest 2008，p. 75)。該設備包括Y型體，其中，一個臂用來將流動的光敏劑供給到Y型體主通道，另一個臂優(yōu)選地通過合適地選擇和附連的光纖而用以將來自光源的光供給到Y 型體的主通道。優(yōu)選地，根據(jù)由光纖提供的光的強度，選擇流入Y型體主通道的光敏劑的懸浮液的流動速率。取決于給目標區(qū)域供給光敏劑的方式，該設備進一步包括導管、注射針或者噴灑器。該設備的實施例提供了用于將光敏劑供給到目標區(qū)域并且同時將其激活，其中，流動形式的光敏劑用作光線的光學導光體。異質晶體礦物的納米粒被選作光敏劑。優(yōu)選地，有金紅石、榍石(蒂坦鈦硬質合金)、鈰鈮鈣鈦礦、鈣鈦礦、銳鈦礦、鈦鐵礦、白鈦石、鐵氧體、Berite、輝銀礦、石墨和硅的納米粒。那些異質晶體礦物的納米粒包含硅、鈦、鐵的氧化物。實施例中的納米粒以透明的懸浮液的形式被使用，以作為一種光導體(EP 1779855 dd. 28. 10. 2005)。Schali AG公司開發(fā)了一系列形式為穩(wěn)定的二氧化硅和Ti02w納米懸浮液的醫(yī)藥品。在納米懸浮液的情況下，上述提到的二氧化物的穩(wěn)定的水懸浮液是可理解的。這些醫(yī)藥品是天然的產(chǎn)品。在天然的原礦物的所有處理階段中，使用機械技術和電熱技術，以保持礦物天然的、最初的納米晶體結構和特性(SCHALI AG, Mauren FL)。其中，SCHALI-LAG設備的操作需要高資格水平的醫(yī)生、光敏劑供給模式的連續(xù)控制和校正，以及在任何情況下對激光照射的手動操作
實用新型內容
[0013]本實用新型的目的是提供用于活生物機體組織的合適的PTD設備，該設備在給活生物機體組織施用光敏劑的懸浮液期間，通過由各種照射模式、其中也可以是脈沖模式的光照射，來激活光敏劑的流動懸浮液。本實用新型的技術方法基于以下理解此設備包括中央控制系統(tǒng)，其連接到懸浮液供給系統(tǒng)和曝光系統(tǒng)的至少一個光源的控制單元，其中，中央控制系統(tǒng)使得兩系統(tǒng)能夠同時地和單獨地進行工作。本實用新型基于以下理解通過對至少一個光源的工作參數(shù)和懸浮液供給的參數(shù)二者進行總體自動控制，增強活生物機體組織上的PDT效果。取決于治療目的，在施用懸浮液期間被光立即激活的光敏劑可以引入天然的腔體或者位于活生物機體的皮膚表層下深處的器官/組織。至少一個光源被用于光照射曝光。所述的至少一個光源選自包括高功率和大范圍波長的光源、單個LED、以矩陣排列的LED組、鹵素光源、激光二極管、激光光源的組，并且使得能夠發(fā)射輸出功率小于20W、波長范圍從380nm到1500nm的光。在脈沖模式工作期間，取決于激活需要，光照射頻率可以在從0到IOKhz的范圍內修改，最大輸出功率達到IW到10kW，在脈沖模式中的頻率調制優(yōu)選地在從0到IOkHZ的范圍內，脈沖持續(xù)時間達到IOOns到10ms。懸浮液供給系統(tǒng)優(yōu)選地包括一個灌輸泵，以每小時 IOOml到2000ml的速度來供給光敏劑的懸浮液。優(yōu)選地，光敏劑的懸浮液的流動體積和速率與照射光的強度是相互獨立的。以此，光敏劑對活生物機體組織作用的效率顯著提高。為了將光敏劑的懸浮液注入組織深處，用于對光敏劑的懸浮液同時進行遞送和照射的系統(tǒng)可以包括注射針。用于對光敏劑的懸浮液同時進行遞送和照射的系統(tǒng)可以包括插管，其能夠將懸浮液施用到活生物機體的天然腔體中。優(yōu)選地，光敏劑的懸浮液包含異質晶體礦物的硅氧化物或金屬氧化物的納米粒。 在將懸浮液施用到活生物機體的目標區(qū)域時，立即產(chǎn)生了活性氧的形式。由于對光敏劑精確地施用以及同時由光照射將其激活，健康的組織既沒有被損壞也沒有受到壓力。此設備用于治療潰瘍、惡性腫瘤或者可以應用在美容治療中。用于對光敏劑的懸浮液同時進行目標供給和照射的系統(tǒng)包含Y型體，其包括兩個匯入主通道的臂，其中，一個臂連接到懸浮液供給系統(tǒng)，并且另一個臂耦接到曝光系統(tǒng)。Y型體的一個臂優(yōu)選地連接到懸浮液供給系統(tǒng)的灌輸泵。Y型體的另一個臂優(yōu)選地通過光導向設備耦接到曝光系統(tǒng)。

圖1示出了用于活生物機體組織的光動力學療法的本設備的示意性實施例。
具體實施方式
設備包括曝光系統(tǒng)I、懸浮液供給系統(tǒng)II和用于對光敏劑的懸浮液同時進行遞送和照射的系統(tǒng)III。曝光系統(tǒng)I包括至少一個光源2，其提供光照射和波長。所述至少一個光源2通過合適地選擇的光學儀器6將光發(fā)送進入系統(tǒng)III的光導向設備13，以對光敏劑的懸浮液同時進行遞送和照射。通過光學儀器6，來自所述至少一個光源2中的光線被聚焦到例如 600 μ m的光導向設備13的孔。能量供給系統(tǒng)7為所述至少一個光源2和其控制單元3提供電能。在一側，控制單元3連接到曝光系統(tǒng)I的中央控制系統(tǒng)1并且也從至少一個光源 2的能量供給系統(tǒng)7中獲得數(shù)據(jù)。至少一個光源2的控制單元3也連接到至少一個光源2 的冷卻單元4。冷卻單元4可以包括帕爾帖元件和通風設備?？刂茊卧?進一步連接到光纖的控制傳感器5?？刂苽鞲衅?控制并設置工作電壓，而且確定通過光學儀器6聚焦的光照射的參數(shù)。曝光系統(tǒng)I的中央控制系統(tǒng)1進一步連接到電源單元11和用于導入操作參數(shù)和工作參數(shù)的數(shù)據(jù)輸入系統(tǒng)12。曝光系統(tǒng)I通過相關的數(shù)據(jù)通道耦接到懸浮液供給系統(tǒng)II。懸浮液供給系統(tǒng)II包括控制單元9，其連接到電源10?？刂茊卧?以下述方式連接到灌輸泵8 能夠同時地或者單獨地將理想體積的光敏劑的懸浮液供給到用于對光敏劑的懸浮液同時進行遞送和照射的系統(tǒng)III。用于對光敏劑的懸浮液同時進行遞送和照射的系統(tǒng)III本身由Y型體組成，該Y 型體包括匯入一個主通道的兩個臂14，15。一個臂14以特殊方式耦接到灌輸泵8而連接到懸浮液供給系統(tǒng)II。Y型體的另一個臂15通過光導向設備13耦接到曝光系統(tǒng)I。系統(tǒng) III的主通道以注射針16或插管終止，分別使得能夠將懸浮液注射到位于深處的組織，或者使得能夠將懸浮液遞送到活生物機體的天然腔體中。用于光動力學療法的本設備由中央控制系統(tǒng)1通過數(shù)據(jù)輸入系統(tǒng)12如觸摸屏輸入的參數(shù)進行操作。中央控制系統(tǒng)1連接到懸浮液供給系統(tǒng)II的控制單元9和光源2的控制單元3。本實用新型的設備在對激活的光敏劑進行施用期間，能夠使活生物機體組織獲得最佳的治療，本實用新型也提供了兩種系統(tǒng)-曝光系統(tǒng)I和懸浮液供給系統(tǒng)II的單獨運行。
權利要求1.用于活生物機體組織的光動力學療法的設備，其特征在于包括曝光系統(tǒng)(I)、懸浮液供給系統(tǒng)(II)和用于對光敏劑的懸浮液同時進行遞送和照射的系統(tǒng)(III)，所述曝光系統(tǒng)(I)由至少一個光源(2)組成，所述至少一個光源選自包括高功率和大范圍波長的光源、 單個LED、以矩陣排列的LED組、鹵素光源、激光二極管和激光光源的組，其中，中央控制系統(tǒng)(1)連接到所述懸浮液供給系統(tǒng)(II)和所述曝光系統(tǒng)(I)的至少一個光源O)的控制單元⑶。
2.根據(jù)權利要求1所述的設備，其中，所述至少一個光源(2)能夠放射功率達到20W且波長在380nm到1500nm之間的光。
3.根據(jù)權利要求1所述的設備，其中，所述懸浮液供給系統(tǒng)(II)包括灌輸泵(8)，使得能夠以每小時IOOml到2000ml的速度遞送懸浮液。
4.根據(jù)權利要求1至3中任一項所述的設備，其中，用于對光敏劑的懸浮液同時進行遞送和照射的系統(tǒng)(III)包括注射針(16)，使得能夠將所述光敏劑的懸浮液目標遞送到位于活生物機體深處的組織。
5.根據(jù)權利要求1至3中任一項所述的設備，其中，用于對光敏劑的懸浮液同時進行遞送和照射的系統(tǒng)(III)包括插管，使得能夠將所述光敏劑的懸浮液目標遞送到活生物機體的天然腔體中。
6.根據(jù)權利要求1至3中任一項所述的設備，其中，所述光敏劑的懸浮液包含異質晶體礦物的硅氧化物或金屬氧化物的納米粒。
7.根據(jù)權利要求1所述的設備，其中，用于對光敏劑的懸浮液同時進行遞送和照射的系統(tǒng)(III)本身包括Y型體，所述Y型體由匯入一個主通道的兩個臂(14,1 組成，其中一個臂(14)連接到懸浮液供給系統(tǒng)(II)，另一個臂(15)耦接到曝光系統(tǒng)(I)。
8.根據(jù)權利要求7所述的設備，其中，Y型體的臂(14)連接到懸浮液供給系統(tǒng)(II)的灌輸泵⑶。
9.根據(jù)權利要求7或8所述的設備，其中，Y型體的另一個臂(15)通過光導向設備(13) 耦接到曝光系統(tǒng)(I)。
專利摘要本實用新型涉及用于活生物機體組織的光動力學療法的設備，該設備包括曝光系統(tǒng)(Ⅰ)、懸浮液供給系統(tǒng)(Ⅱ)和用于對光敏劑的懸浮液同時進行遞送和照射的系統(tǒng)(Ⅲ)，該曝光系統(tǒng)(Ⅰ)包含至少一個光源，所述至少一個光源選自包括高功率和大范圍波長的光源、單個LED、以矩陣排列的LED組、鹵素光源、激光二極管、激光光源的組中，其中，中央控制系統(tǒng)(1)連接到懸浮液供給系統(tǒng)(Ⅱ)和曝光系統(tǒng)(Ⅰ)的至少一個光源(2)的控制單元(3)，并且能夠使系統(tǒng)(Ⅰ)和(Ⅱ)進行同時地或者單獨地工作。
文檔編號A61N5/06GK202078655SQ201120014679
公開日2011年12月21日 申請日期2011年1月13日 優(yōu)先權日2010年3月25日
發(fā)明者阿卜杜拉·庫爾卡耶夫 申請人:阿卜杜拉·庫爾卡耶夫