устройство для индукционной гипертермии в эксперименте

Формула изобретения

Устройство для индукционной гипертермии в эксперименте, содержащее генератор электромагнитного поля, соединенный с индуктором, отличающееся тем, что оно дополнено постоянным магнитом, установленных с возможностью перемещения относительно него фиксаторов для млекопитающего, размещенных в капсуле, выполненной в виде цилиндра, изготовленного из полупрозрачного непроводящего электрический ток материала и снабженного отверстиями для оттока мочи и притока воздуха, термостатирующей оболочкой для охлаждения индуктора изнутри и поддержания постоянной температуры в капсуле, выполненной с двойными стенками для циркуляции между ними теплоносителя и трубками, подводящими и отводящими его в термостат, и вентилятором, установленным с возможностью охлаждения индуктора снаружи.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к экспериментальной медицинской технике и может быть использовано в онкологии для лечения опухолей различной локализации в эксперименте.

Известно устройство для индукционной гипертермии злокачественных опухолей животных в переменном магнитном поле после внутриопухолевого введения магнитовосприимчивых частиц, состоящее из генератора и индуктора, в котором мыши выдерживают 3-минутные процедуры лечения, после 7-минутных процедур они гибнут [1].

Известно устройство для индукционной гипертермии злокачественных опухолей животных в переменном магнитном поле после внутриопухолевого введения магнитной жидкости, состоящее из генератора, индуктора и капсулы, в котором мыши выдерживают 9-минутные процедуры лечения, после 15-минутных процедур они гибнут [2].

Наиболее близким к предлагаемому устройству (прототипом) является устройство для индукционной гипертермии опухолей мышей [3], состоящее из генератора электромагнитного поля и индуктора, катушка которого имеет сердечник торроидальной формы с высокой магнитной проницаемостью (аппликатор), работающий на частоте 500 кГц, в котором для размещения животного имеется щель шириной 2,5 см. Весь аппликатор погружен в трансформаторное масло, температура которого поддерживается на уровне +35^oС. Изменяя индуктивность электрической цепи, присоединенной к катушке аппликатора, изменяют интенсивность поля в щели сердечника, постепенно повышая индукцию от 1 до 10 А/м. Благодаря высокой магнитной проницаемости сердечника, в соответствии с законом Максвелла, изопотенциалы намагничиваемого пространства концентрируются в щели между полюсами сердечника. В процессе лечения объем опухоли уменьшается на порядок по сравнению с контролем и остается на этом уровне до 60 суток, полного излечения не происходит и вслед за ремиссией наблюдается рецидив.

Недостатки прототипа заключаются в том, что он не защищает животное от токсикоза, вызванного искровыми электрическими разрядами и перегревом, кроме того, опухоль не ориентирована в пространстве максимальной напряженности неоднородного постоянного магнитного поля, что ведет к токсикозу (магнитовосприимчивые частицы депонируются в органах ретикуло-эндотелиальной системы, нагреваются при воздействии переменного магнитного поля и разрушают ее) и понижению терапевтического эффекта (полная регрессия опухолей не достигается и после временной ремиссии животные гибнут).

Задачей изобретения является устранение указанных недостатков, а также

- повышение терапевтического эффекта, заключающегося в полной регрессии опухолей и увеличении продолжительности жизни мышей;

- повышение безопасности животного, заключающейся в профилактике поражений органов ретикуло-эндотелиальной системы и кожи.

Для решения указанной задачи используется устройство, состоящее из генератора электромагнитного поля, соединенного с индуктором, которое дополнено постоянным магнитом, установленных с возможностью перемещения относительно него фиксаторов для млекопитающего, размещенных в капсуле, выполненной в виде цилиндра, изготовленного из полупрозрачного непроводящего электрический ток материала и снабженного отверстиями для оттока мочи и притока воздуха, термостатирующей оболочкой для охлаждения индуктора изнутри, защиты млекопитающего от возникновения на поверхности кожи искровых электрических разрядов и поддержания постоянной температуры в капсуле; капсула размещена в термостатирующей оболочке, выполненной с двойными стенками для циркуляции между ними теплоносителя и трубками, отводящими его в термостат, и вентилятором, установленным с возможностью охлаждения индуктора снаружи.

Термостатирующая оболочка содержит воду, водные суспензии и растворы веществ, поступающие из термостата, пропускающие энергию магнитного поля, но поглощающие энергию электрического поля и избыток тепла, и обеспечивающие таким образом защиту животных от токсикоза.

Терапевтический эффект заявленного устройства также обеспечивается согласованной (время и резонанс) работой генератора, индуктора, вентилятора, термостатирующей оболочки, термостата, капсулы, фиксаторов, постоянного магнита и магнитоуправляемого противоопухолевого препарата, способного концентрироваться и фиксироваться в постоянном магнитном поле и нагреваться в переменном магнитном поле.

Схема заявленного устройства представлена на чертеже.

Оно состоит из генератора электромагнитного поля (1), соединяющего кабеля (2), индуктора (3), постоянного магнита (4) для концентрации и фиксации магнитоуправляемого противоопухолевого препарата в опухоли, термостатирующей оболочки с двойными стенками (5), снабженной трубкой (6"), по которой вода и растворы поступают из термостата и трубкой (6), по которой вода и растворы возвращаются в термостат, капсулы (7), снабженной отверстиями (11) для оттока мочи и подачи воздуха (12), фиксаторов (8, 8"), снабженных отверстиями для подачи воздуха (12"), вентилятора (9), охлаждающего индуктор снаружи, и термостата (10), охлаждающего индуктор изнутри.

Генератор электромагнитного поля (1) снабжен автоблокировкой, которая позволяет регулировать температуру нагрева, и кабелем (2), соединенным с индуктором (3). Индуктор (3) представляет собой закрытый колебательный контур, работающий в резонанс с генератором (1). В зависимости от расположения опухоли используют постоянные SmCo, NdFсB магниты индукцией до 0,3 Тл, либо электромагнит индукцией до 0,7 Тл, или сверхпроводящий магнит индукцией до 4 Тл (4). Термостатирующая оболочка (5) снабжена двойными стенками, на каждом конце термостатирующей оболочки имеются трубки (6", 6), подводящие и отводящие жидкость, в зазоре между стенками циркулируют теплоносители: вода, водные суспензии или растворы, поступающие из термостата, которые охлаждают индуктор (3) изнутри и защищают животных от токсикоза. Капсула (7) представляет собой цилиндр изменяющегося объема, изготовленный из полупрозрачного непроводящего электрический ток материала. Она снабжена отверстиями (11) для оттока мочи и притока воздуха (12) и фиксаторами (8, 8"), ориентирующими опухоль в пространстве максимальной напряженности магнитного поля и снабженными отверстиями (12") для подачи воздуха.

Вентилятор (9) охлаждает индуктор (3) снаружи до комнатной температуры. Термостат типа UT-2 (10) подает воду и растворы в термостатирующую оболочку. Магнитоуправляемый противоопухолевый препарат представляет собой 3-60%-ные растворы декстранферрита [1], частицы которого ориентируются в направлении приложенного постоянного магнитного поля, концентрируются по ходу силовых линий поля, укрупняются и фиксируются в опухолевых тканях, абсорбируют энергию переменного магнитного поля и трансформируют ее в теплоту.

Устройство работает следующим образом.

Включают термостат (10) и вентилятор (9), нагревают термостатирующую оболочку (5) до +24 - +36^oС. После введения магнитоуправляемого противоопухолевого препарата опухоль ориентируют в поле постоянного магнита (4). Для этого мышь помещают в капсулу (7), и, перемещая фиксаторы (8, 8"), ориентируют мышь в неоднородном поле постоянного магнита (4) так, чтобы опухоль находилась в области максимальной индукции неоднородного постоянного магнитного поля, и выдерживают 3-9 мин. При этом происходит укрупнение и ориентация частиц магнитоуправляемого противоопухолевого препарата по силовым линиям поля, их концентрация и фиксация в опухолевых тканях. Капсулу (7) с мышью перемещают в термостатирующей оболочке (5), температура в которой поддерживается термостатом (10) на уровне +24 - +36^oС, так, чтобы опухол, после включения генератора переменного магнитного поля (1) оказалась в области переменного магнитного поля максимальной магнитной индукции, в центре индуктора (3), и включают генератор переменного магнитного поля (1).

Безопасность заявленного устройства оценивают по влиянию постоянного и переменного магнитных полей на продолжительность жизни испытуемых животных, а также по числу и жизнеспособности полученного от них приплода. Терапевтический эффект оценивают по уменьшению объема опухоли, продлению ремиссии и увеличению продолжительности жизни леченых животных по сравнению с контрольными.

Все процедуры проводят в соответствии с рекомендациями [4]. Все полученные данные обрабатывают статистически по рекомендованным критериям, за достоверные принимают различия при < 0,05 [4]. Температуру определяют с помощью спиртового и электрического термометров.

Источники информации

1. Meal В. S., Shorcy W., Gilchrist R.К., Barker W., Hansclman R. Archives of surgerу 79, (1959) рр.427-431.

2. Брусенцов Н.А., Порубова Г.М., Евелев Ю.К., Шумаков Л.И., Чулков А.В. , Килимник И.В., Разумовский В.А., 4-я Всесоюзная конф. по применению магнитных жидкостей в биологии и медицине. Сухуми 1991, с.27-30.

3. А. Jordan, P. Wust, R. Scholz, Н. Faehling, J. Krause, and R. Felix. Scientific and Clinical Applications оf Magnetic Carriers (Eds) Hafeli et al. Plenum Press, N.Y., (1997) рр.569-595.

4. Л.Ф. Ларионов. Химиотерапия злокачественных опухолей, Мед. лит., М., 1962.