专利名称：用于活生物机体组织的光动力学疗法的设备的制作方法
技术领域：
用于活生物机体组织的光动力学疗法的设备，包括由至少一个光源组成的曝光系统、光敏剂供给系统和用于对光敏剂的悬浮液进行同时或者单独施用和照射的系统。
背景技术：
设备在人类医学和兽医学中适用于治疗恶性肿瘤、美容缺陷、不同的皮肤和黏膜疾病、创伤以及溃疡。在通常的光动力学疗法中，光敏剂分子在吸收光量子之后，被转换为受激发态。在受激发态中，光敏剂分子开始了两种不同的化学反应。在第一反应类型下，受激发的分子和生物基底的分子直接相互作用使得产生自由基。在第二反应类型下，受激发的光敏剂与所谓的三态氧(组织细胞中的普通氧)的分子相互作用，使得单态氧产生催化作用。单态氧拥有巨大的氧化电势，其比臭氧的氧化电势更大。在这两种反应类型下，由光化学反应而生成的产物在活生物机体的患病细胞上施加了抑制作用并且以该方式将其破坏O^rof Dr.Tarnas Vidoczi, Differentiation of a photo-dynamic action, Magyar KCmiai Folybirta, Volume20 1 13，2007，pages 44—48)。用于治疗位于口腔黏膜表面溃疡的光动力学疗法的方法是已知的。该已知方法描述了合适的含5-氨基乙酰丙酸的光敏剂的应用。(D^artment of pathology, Norwegian Radium Hospital, Universityof Oslo, 1997，Jan 15，79 (12)，2282—308)。用于光动力学疗法的另一设备在RU 2 221 605 dd 20. 01. 2004中是已知的。该设备与含有肿瘤靶向剂(tumor-tropic agent)的光敏剂一起应用于恶性溃疡的治疗。对于PDT，常规作法是首先，将合适的光敏剂施用于受体；然后，等待一段时间直到在可治疗目标区域中光敏剂的等级升高到可接受的浓度；最后，用合适的光源照射目标区域。在目标区域中，光敏剂的分子吸收光线并且在治疗区域引起发光和光化学反应，破坏染病组织。 该设备包括诊断模块，该诊断模块由病理拓扑学确定装置(determiner)、图像收集器、行为拓扑学确定装置、用于显示病理拓扑学数据和行为拓扑学数据的显示系统，以及曝光系统组成。曝光系统包括激光源、时间管理系统和将光线导入目标区域的光学仪器。诊断模块用来选择照射模式以及控制诊断模块。病理拓扑学确定装置包括安装有选择性的光学仪器的视频摄像机，该选择性的光学仪器具有对光敏剂的发光范围透明的光谱窗。当照射光的波长范围与光敏剂的最大光谱吸收量相对应时，达到最大的光动力效果。用于激活PDT剂的另一设备在RU 2 371 216 dd 27. 10. 2009中是已知的。该设备包括用于存储PDT剂的存储腔，而耦接到光源的光学仪器也被固定在存储腔的壁上。该存储腔包括具有开关的盖，当盖打开时，开关将电流电路接通并且以该方式激活光源。在施药给目标区域之前，用合适的光源直接照射PDT溶液(光激活剂)。PDT溶液以该方式被激活，并且从光活性态转换为被光激活的状态，并且其后显示新的有用的生物活性特性。然后被光激活的PDT溶液被引到目标区域，在目标区域其发挥治疗的和/或美容的作用。市场上有各种形式的光激活的PDT溶液纯粹的、胶体的和胶束溶液、凝胶、乳脂、单一和多个分散系统、乳状液、泡沫状的和脂质的系统等。已知方法规定了已经被光激活的溶液在其生物活性态中的应用。所述设备在其实施例形式中既被用作存储光激活PDT溶液的容器，也被用作通过暴露于光照射来光激活PDT溶液的设备。为此，光源直接定位于用于存储光激活溶液的存储腔上。该设备进一步包括电能供给单元，以给光源提供电能。该设备以下述方式放射光激活PDT剂所必需的光正好在将光激活溶液供给到目标区域之前，光照射均勻地影响存储腔中合适部的光激活溶液。光源是从包括UV范围的(从^Onm到可见范围边界)、可见范围的和顶范围(分别地从840nm到IlOOnm以及从7000nm到14000nm)的不连贯的和连贯的、单频的和非单频的、连续的和脉冲的光源的组中选择的。光源的选择和光照射的模式取决于可适用的PDT溶液的特定类型。在光激活的过程之前，PDT溶液被保存在存储腔的合适部，即，在活生物机体的目标区域之外；因此，保证了光激活过程不受组织的影响。所以，增强了 PDT方法的效果，并且其提供了新的方式来施加已知在组织内部不可激活的PDT 溶液物质。光照射不仅激活了 PDT溶液中在暴露于光下就转化成在治疗或美容上有效的化合物的光活性成分，而且也作为溶液的辅助成分而起作用，如，使用化合物和/或构造物作为载体，以通过组织的表层将溶液递送到组织的深处(如横穿表皮的载体)。已知PDT方法的缺点是它需要在活生物机体的组织外部激活PDT溶液，使得限制了它在组织上的有益效果。因为单态氧的生命期总计只有几毫秒，所以PDT的效果取决于施用光敏剂的悬浮液和使其进行激光曝光照射的同时性。名为SCHALI-LAS的PDT设备的实施例是已知的，其包括光学通道(光照射)和流动的悬浮液通道(递送 PDT 溶液)(参见=Nanotechnologies for medicine, A. Kurkayev, Budapest 2008，p. 75)。该设备包括Y型体，其中，一个臂用来将流动的光敏剂供给到Y型体主通道，另一个臂优选地通过合适地选择和附连的光纤而用以将来自光源的光供给到Y 型体的主通道。优选地，根据由光纤提供的光的强度，选择流入Y型体主通道的光敏剂的悬浮液的流动速率。取决于给目标区域供给光敏剂的方式，该设备进一步包括导管、注射针或者喷洒器。该设备的实施例提供了用于将光敏剂供给到目标区域并且同时将其激活，其中，流动形式的光敏剂用作光线的光学导光体。异质晶体矿物的纳米粒被选作光敏剂。优选地，有金红石、榍石(蒂坦钛硬质合金)、铈铌钙钛矿、钙钛矿、锐钛矿、钛铁矿、白钛石、铁氧体、Berite、辉银矿、石墨和硅的纳米粒。那些异质晶体矿物的纳米粒包含硅、钛、铁的氧化物。实施例中的纳米粒以透明的悬浮液的形式被使用，以作为一种光导体(EP 1779855 dd. 28. 10. 2005)。Schali AG公司开发了一系列形式为稳定的二氧化硅和Ti02w纳米悬浮液的医药品。在纳米悬浮液的情况下，上述提到的二氧化物的稳定的水悬浮液是可理解的。这些医药品是天然的产品。在天然的原矿物的所有处理阶段中，使用机械技术和电热技术，以保持矿物天然的、最初的纳米晶体结构和特性(SCHALI AG, Mauren FL)。其中，SCHALI-LAG设备的操作需要高资格水平的医生、光敏剂供给模式的连续控制和校正，以及在任何情况下对激光照射的手动操作
实用新型内容
[0013]本实用新型的目的是提供用于活生物机体组织的合适的PTD设备，该设备在给活生物机体组织施用光敏剂的悬浮液期间，通过由各种照射模式、其中也可以是脉冲模式的光照射，来激活光敏剂的流动悬浮液。本实用新型的技术方法基于以下理解此设备包括中央控制系统，其连接到悬浮液供给系统和曝光系统的至少一个光源的控制单元，其中，中央控制系统使得两系统能够同时地和单独地进行工作。本实用新型基于以下理解通过对至少一个光源的工作参数和悬浮液供给的参数二者进行总体自动控制，增强活生物机体组织上的PDT效果。取决于治疗目的，在施用悬浮液期间被光立即激活的光敏剂可以引入天然的腔体或者位于活生物机体的皮肤表层下深处的器官/组织。至少一个光源被用于光照射曝光。所述的至少一个光源选自包括高功率和大范围波长的光源、单个LED、以矩阵排列的LED组、卤素光源、激光二极管、激光光源的组，并且使得能够发射输出功率小于20W、波长范围从380nm到1500nm的光。在脉冲模式工作期间，取决于激活需要，光照射频率可以在从0到IOKhz的范围内修改，最大输出功率达到IW到10kW，在脉冲模式中的频率调制优选地在从0到IOkHZ的范围内，脉冲持续时间达到IOOns到10ms。悬浮液供给系统优选地包括一个灌输泵，以每小时 IOOml到2000ml的速度来供给光敏剂的悬浮液。优选地，光敏剂的悬浮液的流动体积和速率与照射光的强度是相互独立的。以此，光敏剂对活生物机体组织作用的效率显著提高。为了将光敏剂的悬浮液注入组织深处，用于对光敏剂的悬浮液同时进行递送和照射的系统可以包括注射针。用于对光敏剂的悬浮液同时进行递送和照射的系统可以包括插管，其能够将悬浮液施用到活生物机体的天然腔体中。优选地，光敏剂的悬浮液包含异质晶体矿物的硅氧化物或金属氧化物的纳米粒。 在将悬浮液施用到活生物机体的目标区域时，立即产生了活性氧的形式。由于对光敏剂精确地施用以及同时由光照射将其激活，健康的组织既没有被损坏也没有受到压力。此设备用于治疗溃疡、恶性肿瘤或者可以应用在美容治疗中。用于对光敏剂的悬浮液同时进行目标供给和照射的系统包含Y型体，其包括两个汇入主通道的臂，其中，一个臂连接到悬浮液供给系统，并且另一个臂耦接到曝光系统。Y型体的一个臂优选地连接到悬浮液供给系统的灌输泵。Y型体的另一个臂优选地通过光导向设备耦接到曝光系统。

图1示出了用于活生物机体组织的光动力学疗法的本设备的示意性实施例。
具体实施方式
设备包括曝光系统I、悬浮液供给系统II和用于对光敏剂的悬浮液同时进行递送和照射的系统III。曝光系统I包括至少一个光源2，其提供光照射和波长。所述至少一个光源2通过合适地选择的光学仪器6将光发送进入系统III的光导向设备13，以对光敏剂的悬浮液同时进行递送和照射。通过光学仪器6，来自所述至少一个光源2中的光线被聚焦到例如 600 μ m的光导向设备13的孔。能量供给系统7为所述至少一个光源2和其控制单元3提供电能。在一侧，控制单元3连接到曝光系统I的中央控制系统1并且也从至少一个光源 2的能量供给系统7中获得数据。至少一个光源2的控制单元3也连接到至少一个光源2 的冷却单元4。冷却单元4可以包括帕尔帖元件和通风设备。控制单元3进一步连接到光纤的控制传感器5。控制传感器5控制并设置工作电压，而且确定通过光学仪器6聚焦的光照射的参数。曝光系统I的中央控制系统1进一步连接到电源单元11和用于导入操作参数和工作参数的数据输入系统12。曝光系统I通过相关的数据通道耦接到悬浮液供给系统II。悬浮液供给系统II包括控制单元9，其连接到电源10。控制单元9以下述方式连接到灌输泵8 能够同时地或者单独地将理想体积的光敏剂的悬浮液供给到用于对光敏剂的悬浮液同时进行递送和照射的系统III。用于对光敏剂的悬浮液同时进行递送和照射的系统III本身由Y型体组成，该Y 型体包括汇入一个主通道的两个臂14，15。一个臂14以特殊方式耦接到灌输泵8而连接到悬浮液供给系统II。Y型体的另一个臂15通过光导向设备13耦接到曝光系统I。系统 III的主通道以注射针16或插管终止，分别使得能够将悬浮液注射到位于深处的组织，或者使得能够将悬浮液递送到活生物机体的天然腔体中。用于光动力学疗法的本设备由中央控制系统1通过数据输入系统12如触摸屏输入的参数进行操作。中央控制系统1连接到悬浮液供给系统II的控制单元9和光源2的控制单元3。本实用新型的设备在对激活的光敏剂进行施用期间，能够使活生物机体组织获得最佳的治疗，本实用新型也提供了两种系统-曝光系统I和悬浮液供给系统II的单独运行。
权利要求1.用于活生物机体组织的光动力学疗法的设备，其特征在于包括曝光系统(I)、悬浮液供给系统(II)和用于对光敏剂的悬浮液同时进行递送和照射的系统(III)，所述曝光系统(I)由至少一个光源(2)组成，所述至少一个光源选自包括高功率和大范围波长的光源、 单个LED、以矩阵排列的LED组、卤素光源、激光二极管和激光光源的组，其中，中央控制系统(1)连接到所述悬浮液供给系统(II)和所述曝光系统(I)的至少一个光源O)的控制单元⑶。
2.根据权利要求1所述的设备，其中，所述至少一个光源(2)能够放射功率达到20W且波长在380nm到1500nm之间的光。
3.根据权利要求1所述的设备，其中，所述悬浮液供给系统(II)包括灌输泵(8)，使得能够以每小时IOOml到2000ml的速度递送悬浮液。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的设备，其中，用于对光敏剂的悬浮液同时进行递送和照射的系统(III)包括注射针(16)，使得能够将所述光敏剂的悬浮液目标递送到位于活生物机体深处的组织。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的设备，其中，用于对光敏剂的悬浮液同时进行递送和照射的系统(III)包括插管，使得能够将所述光敏剂的悬浮液目标递送到活生物机体的天然腔体中。
6.根据权利要求1至3中任一项所述的设备，其中，所述光敏剂的悬浮液包含异质晶体矿物的硅氧化物或金属氧化物的纳米粒。
7.根据权利要求1所述的设备，其中，用于对光敏剂的悬浮液同时进行递送和照射的系统(III)本身包括Y型体，所述Y型体由汇入一个主通道的两个臂(14,1 组成，其中一个臂(14)连接到悬浮液供给系统(II)，另一个臂(15)耦接到曝光系统(I)。
8.根据权利要求7所述的设备，其中，Y型体的臂(14)连接到悬浮液供给系统(II)的灌输泵⑶。
9.根据权利要求7或8所述的设备，其中，Y型体的另一个臂(15)通过光导向设备(13) 耦接到曝光系统(I)。
专利摘要本实用新型涉及用于活生物机体组织的光动力学疗法的设备，该设备包括曝光系统(Ⅰ)、悬浮液供给系统(Ⅱ)和用于对光敏剂的悬浮液同时进行递送和照射的系统(Ⅲ)，该曝光系统(Ⅰ)包含至少一个光源，所述至少一个光源选自包括高功率和大范围波长的光源、单个LED、以矩阵排列的LED组、卤素光源、激光二极管、激光光源的组中，其中，中央控制系统(1)连接到悬浮液供给系统(Ⅱ)和曝光系统(Ⅰ)的至少一个光源(2)的控制单元(3)，并且能够使系统(Ⅰ)和(Ⅱ)进行同时地或者单独地工作。
文档编号A61N5/06GK202078655SQ201120014679
公开日2011年12月21日 申请日期2011年1月13日 优先权日2010年3月25日
发明者阿卜杜拉·库尔卡耶夫 申请人:阿卜杜拉·库尔卡耶夫