УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЛЕЧЕНИЯ РАКОВЫХ ОПУХОЛЕЙ НА КОЖЕ ПАЦИЕНТА

Полезная модель относится к области клинической медицины, в частности онкологии, и может быть использовано для терапии патологического роста клеток организма в биологическом объекте.
В настоящее время в микробиологии наметилась тенденция блокирования и уничтожения раковых клеток посредством прямого энергетического воздействия на них. Так, известен способ блокирования деления раковых клеток с использованием локальной лазерной гипертермии, основанный на воздействии света (А.Г.Коноплянников, Л.В.Штейн. Использование гипертермии для подавления репаративных процессов в опухолевых клетках и для повышения эффективности лучевой терапии. Медицинская радиология, 1977, №2, с.23-27). При анализе локальной лазерной гипертермии было обнаружено, что для эффективного объемного воздействия на раковые клетки необходимо использование инфракрасного диапазона излучения лазера с мощностью более 3-5 Вт. В этом случае глубина проникновения фотонов в ткани измеряется сантиметрами. При всех положительных сторонах этого способа было обнаружено, что для достижения требуемого эффекта необходимо соблюдать особый режим светового воздействия. Кроме того, необходимы особые светорассеивающие инструменты для внутритканевой световой гипертермии.
Известен так же способ блокирования деления раковых клеток в биологическом объекте, включающий воздействие на клетку или группу клеток внешним источником энергии с последующим преобразованием энергии клетки (Ardenne M. Von Theoretische und Experimentalle Grundlagen der Kreber-Mehrshrift-Therapie. Berlin, 1967, 365 s.). В основе предложенного способа лежит идея создания в клетке условий для некоего "энергетического взрыва", в инициировании начального "запального" процесса в энергетически перенасыщенной среде. В этом случае избыток выделившейся локально энергии будет лавинообразно распространяться до полного использования "реактогенного" материала клетки. Состояние готовности к "энергетическому
взрыву" клетки автор данного способа обеспечивает с помощью такого инструмента форсирования клеточной энергопродукции, как гипертермия. Для того чтобы максимально стимулировать процесс развития такой цепной реакции, автор дополнил гипертермию гипергликемией. Это оправдано тем, что раковые клетки возмещают энергетические потери за счет гликолиза. В то же время такая шоковая терапия рака является сложной, многоэтапной.
Настоящая полезная модель направлена на блокирование деления раковых клеток и их разрушение в биологическом объекте за счет стимулирование начала процесса блокирования деления в энергетически перенасыщенной среде раковой клетки при помощи электрического воздействия на нее. Причина заключена в особенностях структуры раковых клеток. Они имеют иной характер трансмембранного переноса материалов, необходимых для клеточной интеграции, иные размеры мембранных пор и значение потенциала действия клеточных мембран, что в конечном итоге делает их энергетически перенасыщенными объектами. Известно, например, что раковые клетки излучают в оптическом диапазоне частот в ~ 100 раз интенсивнее нормальных клеток (Гурвич А.Г. Введение в учение о митогенезе. М., "Наука", 1948 г.).
Действие электрического тока от внешнего источника, направление которого противоположно направлению тока в электродах, искусственно введенных в клетку или группу клеток, вызывает повышение пористости мембран, изменение размеров липидных пор, что ведет к изменению энергетики и высоты энергетического барьера последних. На начальном этапе взаимодействия двух энергетических объектов - клетки и внешнего источника ЭДС - действие электрического тока клетки направлено на повышение стабильности липидной бислойной мембраны, сохранение мембранного потенциала за счет расходования клеточной энергии.
При дальнейшем взаимодействии двух энергетических объектов в клетке появляются структурные дефекты в виде сквозных липидных пор (электропорация). Это приводит к резкой интенсификации процессов преобразования энергии в клетке, что в свою очередь создает условия для
инициирования в ней "энергетического взрыва" и, как следствие, ее гибели. Описанная модель соответствует теории механизма гибели как нормальных, так и раковых клеток (В.Афанасьев, Б.Король и др. Две формы клеточной гибели: цитометрический и биохимический анализ. Доклады АН СССР, т.285, №2, 1985 г.).
Таким образом, введение внешнего источника ЭДС, значение потенциала которого не меньше значения мембранного потенциала клетки, обуславливает наличие описанных выше процессов в клетке. Эти процессы ведут на начальном этапе взаимодействия двух энергетических объектов к сохранению целостности клеточной мембраны посредством расхода дополнительной энергии раковой клеткой и, следовательно, к замедлению деления и ослаблению агрессивности раковой клетки. В дальнейшем они приводят к разрушению самой раковой клетки за счет полного расхода клеточной энергии: происходит переход необходимых внутриклеточных видов энергии в виды, которые безвозвратно рассеиваются во внешней среде.
1970-е гг. было обнаружено, что электрические поля могут использоваться для создания пор в клетках, не вызывая постоянного повреждения. Это открытие обеспечило возможность введения крупных молекул в клеточную цитоплазму. Известно, что гены и другие молекулы, такие как фармакологические соединения, могут включаться в живые клетки посредством процесса, известного как электропорообразование. Гены или другие молекулы смешиваются с живыми клетками в буферной среде, и подаются короткие импульсы сильных электрических полей. Клеточные мембраны временно становятся пористыми, и гены или молекулы поступают в клетки, где они могут изменить геном клетки.
Электропорообразование in vivo в целом ограничено тканью или клетками, которые расположены близко к коже организма, куда могут помещаться электроды. Поэтому ткань, которую иначе можно лечить путем системной доставки препаратов или химиотерапии, такая как опухоль, в целом недоступна для электродов, используемых для электропорообразования. При лечении определенных видов рака с помощью химиотерапии необходимо
использовать достаточно большую дозу препарата для уничтожения раковых клеток без уничтожения неприемлемо большого количества нормальных клеток. Если бы химиотерапевтический препарат мог быть введен непосредственно в раковые клетки, эту задачу можно было бы разрешить. Некоторые противораковые препараты, например блеомицин, обычно не могут эффективно проникнуть через мембраны определенных раковых клеток. Однако электропорообразование обеспечивает возможность введения блеомицина в клетки.
Лечение обычно проводится путем инъекции противоракового препарата непосредственно в опухоль и подачей электрического поля на опухоль между парой электродов. Силу поля необходимо подбирать достаточно точно с тем, чтобы происходило электропорообразование клеток опухоли без повреждения, или, по меньшей мере, с минимальным повреждением каких-либо нормальных или здоровых клеток. Это можно обычно легко осуществить при наружных опухолях с помощью наложения электродов на противоположные стороны опухоли так, чтобы электрическое поле было между электродами. Если поле однородное, затем можно измерить расстояние между электродами и на электроды можно подать подходящее напряжение в соответствии с формулой Е=U/d (Е - сила электрического поля в В/см; U - напряжение в вольтах и d - расстояние в см). Лечение субъекта с использованием терапии с образованием пор в клетках предоставляет средство, позволяющее избежать повреждающие воздействия, обычно связанные с введением противораковых или цитотоксических средств. Такое лечение позволило бы вводить эти средства для избирательного повреждения или уничтожения нежелательных клеток, в то же самое время избегая окружающие здоровые клетки или ткань.
Известно устройство для лечения раковых опухолей, содержащее корпус, в котором размещены источник питания типа батарейки, устройство управления в виде кнопки включения, соединительные провода и два электрода из токопроводящего материала (RU 47234, A 61 N 1/20, опубл. 2005.08.27).
Данное техническое решение принято в качестве прототипа.
Недостатком данного устройства, предназначенного для электрофореза лекарственных веществ, является сложность исполнения электродов, так как от их исполнения зависит впитываемость лекарственной формы в кожу пациента. При этом не учитываются особенности распространения поля вокруг проводника постоянного тока, только часть которого проходит через кожный участок. В связи с этим приходится повышать мощность силового воздействия и следовательно оперировать не малыми токами, при которых формируется воздействие на раковую клетку, а повышенными, при которых возможно повреждение здоровой клетки. Ко всему прочему, данный прибор не учитывает физико-химические процессы, проходящие в области приложенгия постоянного тока. При установке прибора на кожу происходит протекание тока через ткани пациента. Благодаря перемещению ионов (Na, К, Н, Сl) происходит сдвиг рН. Получаемые значения рН лежат за пределами физиологической границы и являются, тем самым, тканеповреждающими. Но эффективность такого прибора недостаточна для получения требуемых результатов для таких опухолей, которые имеют природу папилломовирусной инфекции.
Особенность заявленной полезной модели является создание устройства, предназначенного для внешнего воздействия постоянным током через кожные участки на раковые опухоли в условиях, когда токопроводящая среда представляет собой близкий по химсоставу раствор.
Настоящая полезная модель направлена на решение технической задачи усовершенствованию устройства внешнего воздействия на раковые опухоли через кожные покровы за счет создания токопроводящей среды, в которой рН также изменяется как это предполагается в самой раковой клетке..
Достигаемый при этом технический результат заключается в повышении эффективности разрушения раковых клеток за счет упорядочения воздействия постоянного тока на опухоль непосредственно.
Указанный технический результат достигается тем, что устройство для лечения раковых опухолей, содержащем корпус, в котором размещены источник питания постоянного тока, устройство управления в виде кнопки
включения, а так же соединительные провода и два электрода из токопроводящего материала, посредством указанных проводов подключенные к разным полюсам источника питания постоянного тока, снабжено ванной, заполняемой электролитом из раствора морской соли, а электроды, прижимаемые к поверхности кожи пациента по разные стороны от раковой опухоли папилломовирусной инфекции размещены внутри ванны в указанном электролите.
Указанные признаки являются существенными и взаимосвязаны с образованием устойчивой совокупности существенных признаков, достаточной для получения требуемого технического результата.
Настоящая полезная модель поясняется конкретным примером исполнения, который, однако, не является единственно возможным, но наглядно демонстрирует возможность достижения требуемого технического результата.
На фиг.1 - устройство для лечения раковых опухолей.
Полезная модель рассматривает устройство, использующее постояный ток в качестве компонента, разрушающего раковые клетки при внешнем воздействии на кожный покров.
Устройство для лечения раковых опухолей 1 папилломовирусной инфекции (фиг.1), предназначенное для внешнего воздействия на раковую опухоль (со стороны кожи 2 пациента) содержит корпус 3, в котором размещены источник питания постоянного тока в виде гальванической батарейки 4, устройство управления в виде кнопки включения 5, а так же соединительные провода 6 и два электрода 7 из токопроводящего материала, которые смонтированы на расстоянии друг от друга на прижимаемой к коже пациента стороне корпуса и посредством указанных проводов подключенные к разным полюсам источника питания постоянного тока. Устройство снабжено ванной 8, заполняемой электролитом 9 из раствора морской соли. Электроды, прижимаемые к поверхности кожи пациента по разные стороны от раковой опухоли, размещены внутри ванны в указанном электролите.
В этой части действие устройства ничем не отличается от действия аналогичного устройства по прототипу. Однако, предлагаемое устройство снабжено ванной заполненной раствором морской соли, насыщенной по своей природе (Na, К, Н, Сl.
Применение постоянного тока направлено на разрушение опухоли с последующим ее отторжением. Передача тока в ткань осуществляется за счет электродов из платины или гибких пластинчатых электродов. При установке их на кожу происходит протекание тока через ткани пациента. Благодаря перемещению ионов (Na, К, Н, Сl) происходит сдвиг рН. Получаемые значения рН лежат за пределами физиологической границы и являются, тем самым, тканеповреждающими. Постоянный ток также ведет к изменению мембранного потенциала благодаря изменению среды электролита вокруг и внутри клетки. Таким образом, нарушаются важные физиологические функции (натрий-калиевый насос). Так в ткани на катоде это приводит к расширению сосудов (усилению микроциркуляции), а на аноде - к обезвоживанию за счет образования соляной кислоты, что в конечном итоге приводит к гибели опухолевой клетки. Деструкция опухолевых клеток под действием постоянного тока имеет ряд особенностей. Разрушение клеток происходит избирательно, без выраженного болевого синдрома и не нарушает общего состояния пациента. Отторжение разрушенной опухолевой ткани происходит отсроченно (через некоторое время с момента проведения лечебного воздействия).
Протекание процесса пропуска постоянного тока в растворе морской соли приводит к тому, что изменяет рН этого раствора из-за перемещения ионов (Na, К, Н, Сl). Создается та же самая среда, что предположительно образуется в раковой клетке. В связи с этим внешнее воздействие на раковую опухоль через кожу пациента существенно усиливается.
Морская соль, поднятая из глубины моря, содержит весь комплекс минеральных веществ, благотворно и целебно действующих на организм. Лечебные свойства морской соли: изменение микроциркулярной региональной и центральной гемодинамии, обезболивающее и
противовоспалительное действие, перестройка обменных процессов, улучшение функциональной активности тканей и органов.
В растворе морской соли на кожу человека оказывается сложное комплексное воздействие, состоящее из трех факторов. Это давление воды (гидростатическое воздействие), температура (термическое воздействие) и состав воды (химическое воздействие). Погружаясь в воду, человеческое тело освобождается от силы притяжения, выталкивающая сила воды вызывает ощущение невесомости, при этом максимально разгружается костно-мышечный аппарат, снижается мышечное напряжение, организм расслабляется. При этом происходит перераспределение объема крови с увеличением венозного возврата к сердцу и уменьшением застоя в конечностях - таким образом нормализуется кровообращение, активизируется работа почек и дыхательной мускулатуры.
Природная морская соль, растворенная в воде, безвредна и содержит компоненты, необходимые для всего организма. Так, калий регулирует питание клеток кожи, кальций обеспечивает нормальную свертываемость крови, магний способствует расслаблению мышц, бром успокаивает нервную систему, йод действует как антисептик (вещество, обладающее противомикробной активностью). Ванна с раствором с солью тонизирует и расслабляет организм, облегчает боль в мышцах. Кроме того, эта процедура активизирует обмен веществ, улучшает кровоснабжение.
Настоящая полезная модель промышленно применима, так как может быть реализована с использованием известных технологий, которые обычно применяются при изготовлении электронных приборов для медицинских целей.