ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЭФФИЦИЕНТА ДИФФУЗИИ ПРЕПАРАТА РИВАНОЛ В ТКАНИ СЛИЗИСТОЙ ЩЕКИ ЧЕЛОВЕКА IN VITRO

DOI: https://doi.org/10.29296/24999490-2019-06-07

А.А. Селифонов(1, 2), Г.Н. Наумова(1), В.В. Тучин(1, 3–5), доктор физико-математических наук, профессор 1-ФГБОУ ВО «Саратовский национальный исследовательский государственный университет им. Н.Г. Чернышевского», Российская Федерация, 410012, Саратов, ул. Астраханская, 83; 2-ФГБОУ ВО «Саратовcкий государственный медицинский университет им. В.И. Разумовского», Российская Федерация, 410012, Саратов, Б. Казачья, 112; 3-ФГАОУ ВО «Национальный исследовательский Томский государственный университет», Российская Федерация, 634050, Томск, пр-т Ленина, 36; 4-ФГАОУ ВО «Санкт-Петербургский национальный исследовательский университет информационных технологий, механики и оптики», Российская Федерация, 197101, Санкт-Петербург, Кронверкский пр., 49; 5-ФГБУН «Институт проблем точной механики и управления РАН», Российская Федерация, 410028, Саратов, ул. Рабочая, 24 Е-mail: selif-ei@yandex.ru

Введение. Красители давно и успешно применяются в медицине в качестве экзогенных хромофоров для увеличения эффективности взаимодействия света с биологической тканью, в качестве контрастных веществ и фотосенсибилизаторов при диагностике и фотодинамической терапии. Актуальное направление медицины – разработка методик проведения фотодинамической терапии как для лечения онкологической патологии, так и для проведения антибактериальных противовоспалительных процедур, позволяющих эффективно воздействовать на резистентные к антибиотикам штаммы микроорганизмов. Цель исследования. Работа посвящена определению эффективного коэффициента диффузии лекарственного препарата Риванол в ткани слизистой оболочки щеки человека in vitro с помощью метода оптической спектроскопии диффузного отражения при использовании модели свободной диффузии. Действующим веществом фармацевтического препарата Риванол является этакридина лактат – акридиновый малотоксичный краситель, обладающий антисептическими, фотосенсибилизирующими свойствами, раствор которого имеет линии поглощения в УФ и видимой части спектра 320–450 нм, а также флюоресценцию в зеленой его области. Материал и методы. В настоящей работе определение эффективного коэффициента диффузии Риванола в биологической ткани основано на измерении кинетики изменений спектра диффузного отражения и оценке эффективной оптической плотности при аппроксимации экспериментальных данных с использованием уравнения, полученного преобразованием второго закона Фика и закона Бугера–Ламберта–Бера. Результаты. Впервые рассчитан эффективный коэффициент диффузии Риванола в ткани слизистой щеки человека (n=6) in vitro, который в среднем составил (2,36±0,73)·10-7 см2/с. Заключение. Найденное значение коррелирует с приводимыми в литературе значениями коэффициентов диффузии других красителей в коже и патологически измененной слизистой оболочке верхнечелюстной пазухи человека. Полученные результаты могут быть использованы для развития современных направлений в медицине, сочетающих в себе диагностические и лечебные технологии, которые известны сейчас под общим названием – тераностика, а также врачами-клиницистами для разработки корректных протоколов фотодинамической терапии, исключающих травматичность лазерных воздействий.

Список литературы: 
  1. Сазонова Н.В. Проявления воспаления пародонта при различных соматических заболеваниях. Образование и наука в России и за рубежом. 2019; 3 (51): 71–6. [Sazonova N. V. Manifestations of inflammation of the parodentium with different somatic diseases. Education and science in Russia and abroad. 2019; 3 (51): 71–6 (in Russian)]
  2. Eaton K., Ower P. Practical Periodontics. L.: Churchill Livingstone; 2015; 376.
  3. Боровский Ф.В., Машкиллейсон А.Л.. Хронический рецидивирующий афтозный стоматит. Заболевания слизистой оболочки полости рта и губ. М.: Медпресс, 2011; 325. [Borovsky FV, Mashkilleyson AL. Chronic recurrent aphthous stomatitis. Diseases of the mucous membranes of the mouth and lips. M.: Medpress, 2011; 325 (in Russian)]
  4. Гажва С.И., Котунова Н.А., Куликов А.С. Применение фотодинамической терапии в алгоритме лечения эрозивно-язвенной формы красного плоского лишая слизистой оболочки рта. Современные проблемы науки и образования. 2018; 4: 13–5. [Gazhva S.I., Kotunova N.A., Kulikov A.S. The use of photodynamic therapy in the treatment of erosive-ulcerative forms of lichen planus of the oral mucosa. Modern problems of science and education. 2018; 4: 13–5 (in Russian)]
  5. Орехова Л.Ю., Пушкарев О.А., Лукавенко А.А. Фотодинамическая терапия в клинике терапевтической стоматологии. Инновационная стоматология. 2010; 1: 24–9. [Orekhova L.Yu., Pushkarev OA, Lukavenko A.A. Photodynamic therapy in the clinic of therapeutic dentistry. Innovative dentistry. 2010; 1: 24–9 (in Russian)]
  6. Tuchin V.V. Tissue Optics: Light Scattering Methods and Instruments for Medical Diagnostics, 3rd edition, Bellingham, WA: SPIE Press, 2015; 866.
  7. Попова А.Е., Крихели Н.И. Изменение микробиологических и биохимических показателей у пациентов с хроническим генерализованным пародонтитом средней степени после включения фотодинамической терапии в план комплексного лечении. Российская стоматология. 2013; 6 (4): 4–11. [Popova A.E., Krikheli N.I. Changes in microbiological and biochemical parameters in patients with moderate chronic generalized periodontitis after the inclusion of photodynamic therapy in the complex treatment plan. Russian dentistry. 2013; 6 (4): 4–11 (in Russian)]
  8. Чикина Е.С. Фотодинамическая терапия острых и хронических верхнечелюстных синуситов. Дис. … канд. мед. наук. Саратов, 2005; 388. [Chikina E.S. Photodynamic therapy of acute and chronic maxillary sinusitis. Dis. ... Candidate of Medical Sciences. Saratov, 2005; 388 (in Russian)]
  9. Тучина Е.С. Тучин В.В., Ярославский И.В., Альтшулер Г.Б. Фотодинамическое воздействие красного (625 нм) и излучений на бактерии вида Propioni bacterium acnes, обработанные фотосенсибилизаторами. Известия Саратовского университета. Серия: Физика. 2008; 12 (1): 21–6. [Tuchina E.S. Tuchin V.V., Yaroslavsky I.V., Altshuler G.B. Photodynamic effects of red (625 nm) and radiation on bacteria of the species Propioni bacterium acnes, treated with photosensitizers. News of the Saratov University. Series: Physics. 2008; 12 (1): 21–6 (in Russian)]
  10. Tuchina E.S., Tuchin V.V., Khlebtsov B.N., Khlebtsov N.G. Phototoxic effect of conjugates of plasmon-resonance nanoparticles with indocyanine green dye on Staphylococcus aureus induced by IR laser radiation. Quantum Electronics. 2011; 41 (4): 354–9.
  11. Engel E., Schraml R., Maisch T., Kobuch K., Konig B., Szeimies R.M., Hillenkamp J., Baumler W. Vasold R. Light Induced Decomposition of Indocyanine Green. Invest. Ophthalmol. Vis. Sci. 2008; 49 (5): 1777–83.
  12. Xu R.X., Huang J., Xu J.S., Sun D., Hinkle G.H., Martin E.W., Povoski S.P. Fabrication of indocyanine green encapsulated biodegradable microbubbles for structural and functional imaging of cancer. J. Biomed. Opt. 2009; 14 (3): 034020–6.
  13. Егорова А.В., Брилль Г.Е., Бугаева И.О., Тучина Е.С., Нечаева О.В. Фотодинамическое воздействие лазерного излучения красной области спектра на рост штаммов Staphylococcus aureus с использованием фотодитазина. Известия Саратовского университета. Серия: Химия. Биология. Экология. 2017; 17 (4): 428–31. [Egorova A.V., Brill G.E., Bugaeva I.O., Tuchina E.S., Nechaeva O.V. Photodynamic effect of laser radiation in the red region of the spectrum on the growth of Staphylococcus aureus strains using photoditazine. News of the Saratov University. Series: Chemistry. Biology. Ecology. 2017; 17 (4): 428–31 (in Russian)]
  14. Amelink A., Kaspers O.P., Sterenborg H.J.C.M., van der Wal J.E., Roodenburg J.L.N., Witjes M.J.H.. Non-invasive measurement of the morphology and physiology of oral mucosa by use of optical spectroscopy. Oral Oncology. 2008; 44: 65–71.
  15. https://omlc.org/spectra/water/ (Дата обращения 02.04.2019)
  16. Котык А., Яначек К. Мембранный транспорт. М.: Мир, 1980; 344. [Kotyk A., Janacek K. Membrane transport. M.: Mir, 1980; 344 (in Russian)]
  17. https://omlc.org/spectra/hemoglobin/summary.html (Дата обращения 02.04.2019)
  18. Козырева О.Д., Пушкарева А.Е., Шалобаев Е.В., Биро И. Исследование влияния степени оксигенации крови на сигнал обратного рассеяния излучения при помощи численного моделирования. Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики. 2015; 15 (1): 163–5. [Kozyreva OD, Pushkareva AE, Shalobaev EV, Biro I. Investigation of the influence of the degree of blood oxygenation on the radiation backscatter signal using numerical simulation. Scientific and Technical J. of Information Technologies, Mechanics and Optics. 2015; 15 (1): 163–5 (in Russian)]
  19. Genina E.A., Bashkatov A.N., Tuchin V.V. Study of diffusion of indocyanine green as a photodynamic dye into skin using backscattering spectroscopy. Quantum Electronics. 2014; 44 (7): 689–95.