logotype
    

УЧРЕЖДЕНИЯ РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК ИНСТИТУТА ОБЩЕЙ ФИЗИКИ им.А.М.ПРОХОРОВА РАН

 

  
line decor
  
line decor
 
 
 
 

 

 
ЛАБОРАТОРИЯ ЛАЗЕРНОЙ БИОСПЕКТРОСКОПИИ

 

Основные направления исследований

  • Создание методов исследования спектрально-флюоресцентных свойств биологических тканей человека.
  • Разработка и изготовление аппаратуры для флюоресцентной диагностики и фотодинамической терапии с применением лазерных, волоконно-оптических и спектрально-флюоресцентных технологий.
  • Разработка методов адресной доставки лекарств с использованием наночастиц и клеточных технологий. См. флуоресцентный эндоскоп (pdf).

 

Экспериментальная база

Основные результаты

  • Разработаны экспериментальные биологические среды, по своим оптическим свойствам близкие к оптическим свойствам тканей человека содержащих фотосенсибилизаторы применяемые в клинической практике, Это позволило создать алгоритмы расчета концентрации этих фотосенсибилизаторов в различных органах (кожа, матка, мочевой пузырь, сердце, слизистые желудка и легких).
  • Созданы биологические объекты, моделирующие поверхностные ткани полых органов толщиной от нескольких десятков микрон до нескольких мм. Созданы новые лазерно-спектроскопические устройства, позволяющие измерять концентрацию ФС в подобных тканях и органах человека in vivo.
  • Разработан метод измерения концентрации фотосенсибилизаторов в живых биологических тканях, используя алгоритм нормирования  спектра флюоресценции ФС на интенсивность рассеянного назад лазерного излучения возбудившего эту флюоресценцию.
  • Разработан метод измерения степени оксигенации гемоглобина в живых биологических тканях, используя спектры обратного рассеяния регистрируемых во время эндоскопического обследования пациентов.
  • Разработан метод флюоресцентной диагностики подкожных новообразований с применением волоконно-оптических матриц с пространственным разрешением 1-2мм и глубиной зондирования 2-3мм.
  • Реализован для клинического применения метод диагностики, заключающийся в  одновременной регистрации флюоресцентных и цветных изображений исследуемого объекта в режиме реального времени, используя один и тот же оптический канал, без потери качества цветного изображения.
  • Предложены новые спектроскопические методы оценки эффективности ФС, основанные на динамике изменения молекулярного кислорода в модельном растворе при исследовании in vitro или в биоткани при исследовании in vivo. Проведена оценка эффективности большого ряда фотосенсибилизаторов для целей ФД и ФДТ.

Публикации

Оборудование для фотодинамической терапии

Разработаны оригинальные оптические устройства для фотодинамической терапии и флюоресцентной диагностики различных патологий:

  • Конфокальная светодиодная матрица с системой регистрации флюоресцентых изображений и с возможностью параллельного фотодинамического воздействия (50 мвт/см2). Наиболее широкое применение матрица получила при ФД и ФДТ поверхностных опухолей и поиске метастазов во время открытых операций.
  • Волоконно-оптические устройства для исследования флюоресцентных свойств поверхностных и глубоких слоев различных органов. С их помощью, за счет оригинальных конструктивных решений, удалось повысить чувствительность определения концентрации ФС до 10 мкг/кг при точности не хуже 10%.
  • Спектрометры-спектрофлюориметры оптимизированные для работы с волоконно-оптическими устройствами и ПЗС-матрицами. Которые позволили без потери, теоретически-достижимой чувствительности,  за счет применения оригинальной оптической схемы, создать миниатюрное, портативное устройство, удобное для использования в клинике.
  • .Лазерно-волоконные устройства имеющие одновременно диагностические и терапевтические функции.

 

Система для проведения спектроскопических исследований в режиме реального времени на любых биологических объектах

 

Новые методики диагностики и лечения

Разработанные спектрально-флюоресцентные методы и аппаратура позволили создать ряд новых методик диагностики  и лечения:

  • Диагностика периферического рака легкого по регистрации флюоресценции протопорфирина 9 и рассеянного назад лазерного излучения инициировавшего флюоресценцию.
  • Диагностика заболеваний желудка.
  • Диагностика заболеваний женской репродуктивной системы.
  • Диагностика раннего рака мочевого пузыря.
  • Диагностика состояний кистозных образований.
  • Диагностика и лечение ишемической болезни сердца.
  • Диагностика и лечение некоторых глазных болезней.
  • Диагностика и лечение некоторых заболеваний кожи.
Практическая значимость исследований и разработок
  • Разработан комплекс медицинской аппаратуры для флюоресцентной диагностики и фотодинамической терапии рака (ДТК-3М) включающий лазерно-флюоресцентный анализатор для проведения оптической биопсии и контроля за ФДТ, анализатор флюоресцентных изображений и полупроводниковый лазер для ФДТ на основе мощных лазерных диодов. Согласно постановлению Правительства г. Москвы, решением коллегии Государственного Комитета РФ по науке технологиям и коллегии Минздрава РФ от 31.12.96г. № 1038-23-11  данным комплексом оснащены 20 больниц г. Москвы и других городов. Всего, к настоящему моменту произведено более 150 приборов, которые работают в клиниках России, Германии, Японии Южной Кореи, Израиля, Канады, Голландии и т.д.
  • По материалам исследований опубликовано более 300 работ, получено более 40 патентов, защищено более 20 диссертаций.

Награды

А.В. Рябова - обладатель персонального гранта президента РФ молодым российским ученым (тема "Исследование нелинейных характеристик люминесценции наночастиц фторидов для фотоники при ап-конверсионном механизме возбуждения и определение оптимальных составов и типа содержащихся в них взаимодействующих редкоземельных ионов").

Фонд содействия отечественной науке:

  • Программа «Молодые кандидаты и доктора наук» А.В. Рябова
  • Программа «Лучшие аспиранты РАН» Т.А. Савельева

 
 
 

 

(Сотрудники лаборатории...)


  
 
    | Карта сайта | Webmaster | ©2010 ЦЕНИ ИОФ РАН