Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Biofotonika klasyczna i kwantowa. Cz. 3, Techniki laboratoryjne, spektroskopia i obrazowanie

Romaniuk Ryszard

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2023

|

Vol. 64, Nr 5

8--20

PL

Cykl artykułów na temat Biofotoniki porusza kolejno takie zagadnienia jak: - podstawowa terminologia biofotoniczna używana w publikacjach naukowych biomedycznych i technicznych, - zjawiska i procesy biofotoniczne, - materiały, substancje i obiekty biofotoniczne, - biofotoniczna aparatura pomiarowa, metody badawcze i procedury laboratoryjne, - zasady bioobrazowania i koherencyjna tomografia optyczna, - biofotoniczne technologie kwantowe, - techniki biospektroskopowe, - biomikroskopia fluorescencyjna, fotoakustyczna i nadrozdzielcza, - optogenetyka, - terapia fotodynamiczna i techniki teranostyczne, - energetyka biofotoniczna Głównym przedmiotem niniejszej części są wybrane techniki laboratoryjne oraz przegląd różnych funkcjonalnych i najbardziej efektywnych odmian specjalizowanych technik biospektroskopowych Każda z części cyklu zawiera na końcu rozdział przedstawiający kilka przykładów bieżących prac badawczych w obszarze biofotoniki lub nowych zastosowanych metod przedklinicznych i/lub klinicznych Cykl artykułów jest streszczeniem wykładu na temat biofotoniki kwantowej prowadzonego przez autora na WEiTI PW dla doktorantów Wykład dotyczy szczególnie nurtu kwantowego w biofotonice.

EN

The series of articles on Biophotonics addresses such issues as: - basic biophotonic terminology used in scientific, biomedical and technical publications, - biophotonic phenomena and processes, - biophotonic materials, substances and objects, - biophotonic measuring equipment, research methods and laboratory procedures, - principles of bioimaging and optical coherence tomography, - biophotonic quantum technologies, - biospectroscopic techniques, - fluorescence, photoacoustic and superresolution biomicroscopy, - optogenetics, - photodynamic therapy and theranostics, - biophotonic energetics The main subject of this part are selected laboratory techniques and an overview of various functional and effective varieties of specialized biospectroscopic techniques Each part of the cycle includes a chapter at the end presenting some examples of current research in the field of biophotonics or new applied pre-clinical and/or clinical methods The series of articles is a summary of the lecture on quantum biophotonics conducted by the author at the WEiTI PW for PhD students’ The lecture emphasises the quantum topical track in biophotonics.

2

Mathematical modeling of the phenomena that occur in a biological tissue containing photosensitizer

Jasiński Marek, Zadoń Maria

Journal of Applied Mathematics and Computational Mechanics

|

2022

|

Vol. 21, nr 4

40--51

EN

The aim of the study is to analyze photothermal and photochemical phenomena that occur during photodynamic therapy (PDT). In this type of therapy, under the influence of the laser, reactions take place related to the transformation of triplet oxygen form into its singlet form which is cytotoxic to the tissue. The increases in temperature resulting from the laser-tissue interaction during PDT are not big; however, they can lead to changes in tissue perfusion, which can affect oxygen delivery to the tissue. The proposed model uses optical diffusion equation, Pennes bioheat transfer equation, and reactions equations for PDT. The main findings of the analysis show the impact of temperature on the value of the perfusion coefficient and triplet oxygen distributions at the end of the treatment procedure.

3

Biofizyka w praktyce – terapia fotodynamiczna cz. II

Peszke J.

Przegląd Techniczny : Gazeta Inżynierska

|

2018

|

nr 19

20--22

PL

Wiele odkryć naukowych wprowadzonych do naszego życia miało swoją inspiracje w wyniku dogłębnej analizy zjawisk przyrodniczych prowadzonych przez naukowców na przestrzeni wieków. Już Archimedes swoje odkrycia opierał na prawach fizyki i matematyki, które również osobiście wcielał w życie. Sir Izaak Newton inspirował się przyrodą, tworząc swoje sławne prawo powszechnego ciążenia. Sir Alexannder Fleming, odkrywca penicyliny, był znakomitym obserwatorem zjawisk zachodzących na zanieczyszczonej grzybem szalce Petriego. Tych kilka przykładów wskazuje, iż wnikliwa obserwacja i wyciąganie wniosków stanowi motor postępu odkryć naukowych. W niniejszym opracowaniu przedstawiono odkrycie, które jest obecnie jedną z metod leczenia zakażeń mikrobiologicznych oraz nowotworów. Inspiracją tego odkrycia były… wampiry. I nie chodzi tu o jeden z gatunków nietoperzy.

EN

Many scientific discoveries introduced into our lives have had their inspirations as a result of an in-depth analysis of natural phenomena conducted by scientists over the centuries. Archimedes already based his discoveries on the laws of physics and mathematics, which he personally created in his implementation. Sir Isaac Newton inspired nature by creating his famous law of universal gravitation. Sir Alexannder Fleming, discoverer of penicillin, was an excellent observer of phenomena occurring on the fungus contaminated petri dish. These few examples indicate that careful observation and drawing conclusions is the driving force behind the progress of scientific discoveries. This study presents a discovery that is currently one of the methods of treatment of microbial infections and tumors. The inspiration for this discovery are… vampires. And this is not about one of the species of bats.

4

Biofizyka w praktyce – terapia fotodynamiczna cz. I

Peszke J.

Przegląd Techniczny : Gazeta Inżynierska

|

2018

|

nr 18

19--22

PL

Wiele odkryć naukowych wprowadzonych do naszego życia miało swoją inspiracje w wyniku dogłębnej analizy zjawisk przyrodniczych prowadzonych przez naukowców na przestrzeni wieków. Już Archimedes swoje odkrycia opierał na prawach fizyki i matematyki, które również osobiście wcielał w życie. Sir Izaak Newton inspirował się przyrodą, tworząc swoje sławne prawo powszechnego ciążenia. Sir Alexannder Fleming, odkrywca penicyliny, był znakomitym obserwatorem zjawisk zachodzących na zanieczyszczonej grzybem szalce Petriego. Tych kilka przykładów wskazuje, iż wnikliwa obserwacja i wyciąganie wniosków stanowi motor postępu odkryć naukowych. W niniejszym opracowaniu przedstawiono odkrycie, które jest obecnie jedną z metod leczenia zakażeń mikrobiologicznych oraz nowotworów. Inspiracją tego odkrycia były… wampiry. I nie chodzi tu o jeden z gatunków nietoperzy.

EN

Many scientific discoveries introduced into our lives have had their inspirations as a result of an in-depth analysis of natural phenomena conducted by scientists over the centuries. Archimedes already based his discoveries on the laws of physics and mathematics, which he personally created in his implementation. Sir Isaac Newton inspired nature by creating his famous law of universal gravitation. Sir Alexannder Fleming, discoverer of penicillin, was an excellent observer of phenomena occurring on the fungus contaminated petri dish. These few examples indicate that careful observation and drawing conclusions is the driving force behind the progress of scientific discoveries. This study presents a discovery that is currently one of the methods of treatment of microbial infections and tumors. The inspiration for this discovery are… vampires. And this is not about one of the species of bats.

5

The use of 5-aminolevulinic acid and its derivatives in photodynamic therapy and diagnosis

Romiszewska A., Bombalska A.

Biuletyn Wojskowej Akademii Technicznej

|

2018

|

Vol. 67, nr 4

113--130

EN

5-aminolevulinic acid (5-ALA) is used as a drug in the photodynamic therapy (PDT) and photodynamic diagnosis (PDD) of cancer. Combined with irradiation at the appropriate wavelength, it is used as a photosensitizer precursor to identify/kill tumour cells. In cells, 5-aminolevulinic acid is converted to protoporphyrin IX (PpIX), which is the precursor of hemin. Internal application of 5-ALA induces the overproduction of the endogenous photosensitizer, PpIX, which can subsequently be activated by light at the appropriate wavelength. 5-ALA can be applied internally to trans-mutated areas or be injected directly into them. Chemical derivatives of 5ALA have the potential to improve bioavailability, enhance stability and lead to better therapeutic outcomes for treated patients. 5-ALA is currently the most commonly used drug in the photodynamic therapy and diagnosis (PDT/PDD) of cancers.

PL

Kwas 5-aminolewulinowy (5-ALA) jest stosowany jako lek w terapii fotodynamicznej (PDT) i diagnostyce fotodynamicznej (PDD) raka. Wraz z promieniowaniem o odpowiedniej długości fali jest używany jako prekursor fotouczulacza w celu identyfikacji lub/i zabicia komórek nowotworowych. W komórkach 5-ALA przekształca się w protoporfirynę IX (PpIX), która jest prekursorem heminy. Miejscowe zastosowanie 5-ALA indukuje nadprodukcję endogennego fotouczulacza PpIX, który może być następnie aktywowany światłem o odpowiedniej długości fali. 5-ALA można podawać zewnętrznie na leczone zmiany lub wstrzykiwać bezpośrednio do nich. Pochodne 5-ALA mogą poprawić biodostępność, zwiększyć stabilność i prowadzić do lepszych wyników terapeutycznych leczonych pacjentów. 5-ALA jest obecnie najczęściej stosowanym preparatem w fotodynamicznej terapii i diagnostyce (PDT/PDD) nowotworów.

6

Determination of oxygen saturation and photosensitizer accumulation in the tumor with the help of LEDand laser diode-based irradiation sources and fiber-optics probes

Kholin V. V., Chepurna O. M., Shton I. O., Voytsehovich V. S., Pavlov S. V., Gamaleia N., Mussabekov K., Kisała P., Komada P., Szatkowska M., Romaniuk R.

Przegląd Elektrotechniczny

|

2017

|

R. 93, nr 5

122--124

EN

In this paper the possibility of monitoring oxygenation of the tumor tissue through the registration LED technology in photodynamic therapy. The method is applied in the wavelength range, where the spectral difference between oxygenated and deoxygenated hemoglobin is rather high. This method will also help assess the effectiveness of PDT, the level of vascular damage and the degree of the tumor oxygenation.

PL

W artykule przedstawiono możliwość monitorowania stopnia natlenienia tkanki nowotworowej poprzez wykorzystanie źródeł światła LED (light-emitting diodes) w terapii fotodynamicznej (PTD). Metoda może być wykorzystana w takim zakresie długości fal, w którym różnica spektralna pomiędzy hemoglobiną dotlenioną i niedotlenioną jest wysoka. Zaproponowana metoda może być również wykorzystana w ocenie skuteczność terapii PTD, ocenie poziom uszkodzenia naczyń oraz stopienia natlenienia nowotworu.

7

Terapia fotodynamiczna w przełyku Barretta i gruczolaku przełyku

Strzelczyk N., Stanek A., Kwiatek S., Berszakiewicz A., Gębala-Prajsnar K., Sieroń A., Cholewka A.

Acta Bio-Optica et Informatica Medica. Inżynieria Biomedyczna

|

2017

|

Vol. 23, nr 1

49--56

PL

Przełyk Barretta charakteryzuje się występowaniem nieprawidłowego nabłonka walcowatego w dolnej części przełyku. Wiąże się on ze znacznym wzrostem ryzyka zachorowania na gruczolakoraka przełyku. Do niedawna jedyną metodą leczenia pacjentów z przełykiem Barretta i dysplazją dużego stopnia było postepowanie chirurgiczne. Obecnie coraz szerzej stosowane są endoskopowe metody leczenia, a wśród nich terapia fotodynamiczna. Celem pracy jest omówienie obecnego stanu wiedzy na temat wykorzystania terapii fotodynamicznej w leczeniu przełyku Barreta oraz gruczolaku przełyku.

EN

Barrett's esophagus is characterized by abnormal columnar epithelium in the lower esophagus. It binds with a significantly increased risk of developing esophagus adenocarcinoma. Until recently, the only treatment of patients with Barrett's esophagus and high-grade dysplasia was surgical operation. Currently, they are more widely used endoscopic treatment, including photodynamic therapy. The purpose of this article is to review the present state of knowledge on the use of photodynamic therapy in the treatment of Barrett's esophagus and esophageal adenocarcinoma.

8

Anti-tumor effect of the inhibitor of cholesterol synthesis pathway – lovastatin and photodynamic therapy in colorectal cancer in vitro

Osiecka B. J., Olbromski M., Wojdat E., Kwiatkowski S., Borska S.

Acta Bio-Optica et Informatica Medica. Inżynieria Biomedyczna

|

2017

|

Vol. 23, nr 1

37--48

EN

Photodynamic therapy (PDT) is a promising treatment method for non-oncological and oncological diseases. PDT requires the use of photosensitizer, light, and cell oxygen. A selective, cytotoxic effects can be achieved in cancer cells, thanks to formation of radical oxygen species (ROS). Recent data indicate, that PDT with aminolevulinic acid (ALA) is successful in treatment of colorectal cancer. However, anti-cancer effects PDT in vivo, can vary in PDT in vitro, due to low level of oxygenation of tumor cells. Experimental research confirms the role of cholesterol in oncogenesis and indicates, that in colorectal cancer the cholesterol synthesis is disrupted; among others lovastatin belong to inhibitors 3-hydroxy-3-methyl-glutharyl-coenzyme A (HMG-CoA) enzyme of cholesterol synthesis pathway. Anti-tumor potential of statins: antiproliferative and pro-apoptotic, were demonstrated in various tumors in vitro and in vivo. Colorectal cancer, which often has genes mutations that are related to programmed death cells, shows resistance to chemotherapy. The objective of the research was to investigate the effect of antiproliferative and cytotoxic lovastatin and ALA-PDT (in low dose) working separately and in combination method (lovastatin and PDT) − for apoptosis induction, in metastatic colon cell line SW620. Our finding showed, that lovastatin inhibits the growth of cancer cells, depending on the dose and incubation time. ALA-PDT in low dose works on cell cytotoxic, yet do not initiate apoptosis. Whereas, preincubation of cells with lovastatin (IC50) increases the cytotoxic effect after PDT and induces apoptosis in cancer cells SW620, as demonstrated using an assay of Annexin V for flow cytometry. Our research demonstrates for the first time, the effectiveness of ALA-PDT connection with an inhibitor of cholesterol synthesis pathway – lovastatin, in increasing the cytotoxicity and induction of apoptosis in colon cancer cells, that are resistant to chemotherapy.

PL

Terapia fotodynamiczna (ang. photodynamic therapy, PDT) jest obiecującą metodą w leczeniu nowotworowych i nienowotworowych schorzeń. Działanie PDT wymaga użycia fotouczulacza, światła i tlenu komórkowego, dla uzyskania wybiórczego cytotoksycznego efektu w komórkach patologicznych. Efekt ten jest wynikiem powstania wolnych rodników (ROS). Badania pokazują, że PDT z kwasem aminolewulinowym (ALA) jest skuteczna w leczeniu raka jelita grubego. Jednak efekty PDT in vivo, ze względu na niski poziom oksygenacji guza, mogą odbiegać od działania PDT in vitro. Dane eksperymentalne potwierdzają rolę cholesterolu w procesie onkogenezy i wskazują na zaburzony szlak syntezy cholesterolu, m.in. w raku jelita grubego. Statyny, np. lowastatyna, należą do inhibitorów 3-hydroksy-3-metylo-glutarylo-koenzymu A (HMG-CoA) − enzymu szlaku syntezy cholesterolu. Potencjał antynowotworowy statyn, antyproliferacyjny i proapoptotyczny, wykazano w nowotworach in vitro i in vivo. Rak jelita grubego, cechujący się mutacjami genów związanych z apoptozą, wykazuje oporność na standardowe chemioterapeutyki. Celem pracy było zbadanie efektu antyproliferacyjnego i cytotoksycznego lowastatyny i ALA-PDT (w niskiej dawce) działających osobno, oraz w metodzie połączonej (lowastatyna i PDT) – na indukcję apoptozy w przerzutowej linii raka jelita grubego SW620. Wyniki pokazały, że lowastatyna hamuje wzrost komórek w związku zależnym od dawki i czasu inkubacji. ALA-PDT w niskiej dawce działa cytotoksycznie, ale nie inicjuje apoptozy. Natomiast preinkubacja komórek raka z lowastatyną (IC50) zwiększa efekt cytotoksyczny po PDT i indukuje apoptozę w komórkach, co wykazano w teście z aneksyną V na cytometrze przepływowym. Nasze wyniki po raz pierwszy demonstrują skuteczność metody łączonej: ALA-PDT i inhibitora syntezy szlaku cholesterolu – lowastatyny, w zwiększeniu cytotoksyczności i indukcji apoptozy w komórkach raka jelita grubego, opornego na chemioterapię.

9

Fotodynamiczna terapia antynowotworowa - nowe możliwości w leczeniu chorób nowotworowych

Radomska K.

Eliksir

|

2016

|

nr 1

37--41

10

Diody superluminescencyjne (sLED) dla terapii fotodynamicznej

Kotowski P., Kwaśny M., Gietka A.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2016

|

Vol. 57, nr 11

29--33

PL

Dostępność tanich oświetlaczy terapeutycznych jest jednym z kluczowych czynników, które ograniczają stosowanie kliniczne terapii fotodynamicznej (PDT). W artykule przedstawiono nowoczesne źródła światła, które przyczyniają się do powszechnego stosowania terapii w leczeniu. Porównano parametry techniczne różnych naświetlaczy PDT. Na końcu przedstawione zostały własne źródła światła, które testowano i zastosowano w klinikach.

EN

The availability of low-cost therapeutic illuminators was one of the key factors to limit clinical use of PDT. The article presents modern light sources which popularize PDT method for clinical treatment. The technical parameters of different PDT illuminators are compared. Finally, own light sources were tested and used in clinics.

11

Grafen : nowe możliwości w medycynie

Pasieka E., Lewandowski M.

Inżynier i Fizyk Medyczny

|

2015

|

Vol. 4, nr 6

353--356

PL

Grafen otrzymano w warunkach laboratoryjnych w 2004 roku na Uniwersytecie w Manchesterze. Grafen jest dwuwymiarową formą węgla grubości jednej warstwy atomów o heksagonalnym ułożeniu (struktura plastra miodu). Cechuje go dobre przewodnictwo elektryczne i cieplne, jest mocniejszy niż stal, a jednocześnie elastyczny i rozciągliwy. Celem opracowania jest przegląd piśmiennictwa na temat potencjalnych zastosowań grafenu w medycynie oraz charakterystyka jego bezpieczeństwa. Diagnostyka obrazowa wiąże duże nadzieje z wykorzystaniem grafenu jako środka kontrastującego. Pierwsze dowody naukowe w zakresie obrazowania magnetycznym rezonansem jądrowym wskazują, że może stać się alternatywą preparatów gadolinu, szczególnie u pacjentów z niewydolnością nerek i po przeszczepie wątroby. Grafen może być realnym rozwiązaniem w poszukiwaniu idealnego biosensora do wykrywania lub oznaczania ilościowego substancji w badanym materiale, szczególnie w diagnostyce onkologicznej. Jednocześnie właściwości grafenu mogą być wykorzystane w nowoczesnych metodach leczenia nowotworów, np. w terapii genowej i fotodynamicznej. Wielokierunkowość zastosowań medycznych stawia pytanie o bezpieczeństwo grafenu. W wielu badaniach potwierdzono jego biozgodność, jednak są i dowody in vivo, które wskazują, że tlenek grafenu po iniekcji dożylnej może odkładać się w tkance płucnej, prowadząc do procesów zapalnych. Badania nad grafenem muszą być rozwijane i pogłębiane, aby otrzymać rozwiązania, które będą połączeniem selektywnej funkcjonalności i wysokiego bezpieczeństwa.

EN

Graphene was discovered in the laboratory in 2004 at The University of Manchester. Graphene is a two-dimensional form of carbon, a thickness of one layer of atoms of a hexagonal lattice (the honeycomb structure). It is characterized by good electrical and thermal conductivity, is stronger than steel and at the same time flexible and extensible. The aim of this paper is a review of literature on the potential applications on graphene in medicine and its safety. Diagnostic imaging has high hopes for the use of graphene as a contrast agent. The first scientific evidence in the field of magnetic resonance imaging indicate that it may become an alternative of gadolinium, in patients with renal failure and liver transplant. Graphene can be a viable solution in the search for the ideal biosensor for the detection or quantification of substances in the material, especially in the diagnosis of cancer. At the same time the properties of graphene can be used in the treatment of cancer (gene therapy and photodynamic therapy). Multidirectional medical applications raises the question about the safety of graphene. Number of studies confirmed its biocompatibility, but there are in vivo evidence that graphene oxide after intravenous injection may be deposited in the lung tissue, leading to inflammatory processes. Research on graphene must be developed to the aim of selective functionality and high safety.

12

Zastosowanie terapii fotodynamicznej w leczeniu zapalenia przyzębia – przegląd literatury

Porwoł P., Krupka M., Dyrała A., Kaleta-Richter M., Cylupa K., Kawczyk-Krupka A., Sieroń A.

Acta Bio-Optica et Informatica Medica. Inżynieria Biomedyczna

|

2015

|

Vol. 21, nr 4

201--208

PL

Celem pracy jest przedstawienie dostępnych informacji o zastosowaniu i skuteczności terapii fotodynamicznej w leczeniu zapalenia przyzębia. W literaturze przedmiotu opisano korzystny wpływ włączenia terapii fotodynamicznej (PDT) do leczenia zapalenia przyzębia. Szczególnie dużą skuteczność PDT zaobserwowano, w aspekcie zmniejszania liczebności typowych patogenów, bez konieczności stosowania antybiotykoterapii, w próbkach z jamy ustnej pobranych po przeprowadzeniu terapii fotodynamicznej oraz w badaniach przeprowadzonych w warunkach in vitro. Najczęściej obserwowanym efektem było zmniejszenie krwawienia z dziąseł, będące jednym z elementów oceny nasilenia stanu zapalnego. W badaniach na szczurach wykazano ograniczenie zaniku kostnego. Efekty tych badań zachęcają do dalszego zgłębiania możliwości zastosowania terapii fotodynamicznej w leczeniu zapalenia przyzębia.

EN

The aim of the study is to present the available information on the use and effectiveness of the photodynamic therapy (PDT) in the treatment of periodontitis. In the literature beneficial effects of including photodynamic therapy in treatment of periodontitis, are described. A particularly high efficiency of PDT was observed in terms of reducing the number of common pathogens without the use of antibiotics in samples taken from the oral cavity after photodynamic therapy, and in studies carried out in vitro. The most commonly observed effect was a reduction in bleeding gums, which is one of the criteria for assessing the severity of inflammation. Tests on rats shows reduction of bone loss. The results of these tests are encouraging to explore the possibilities of application of photodynamic therapy in the treatment of periodontitis.

13

Zastosowanie hiperycyny w terapii fotodynamicznej – przegląd badań preklinicznych

Dyrała A., Kaleta-Richter M., Cylupa K., Porwoł P., Kawczyk-Krupka A., Sieroń A.

Acta Bio-Optica et Informatica Medica. Inżynieria Biomedyczna

|

2015

|

Vol. 21, nr 4

209--215

PL

Terapia fotodynamiczna znajduje zastosowanie w wielu obszarach onkologii. Połączenie fotouczulacza, światła i tlenu prowadzi do powstania reaktywnych form tlenu, które niszczą patologiczne komórki. Celem niniejszej pracy jest przedstawienie stanu badań przedklinicznych z wykorzystaniem naturalnego fotouczulacza –hiperycyny uzyskiwanej z dziurawca zwyczajnego. Pozytywne rezultaty uzyskano w przypadku nowotworów skóry, jamy nosowo-gardłowej, pęcherza moczowego, nerki, popromiennych włókniakomięsakach oraz w hematologii i pediatrii. Terapia fotodynamiczna może stać się bezpieczną metodą leczenia nowotworów oraz uzupełnieniem standardowego leczenia płynu.

EN

Photodynamic therapy (PDT) is used in various oncological fields. The combination of photosensitizer, light, and oxygen leads to the production of reactive oxygen species (ROS), which destroy pathological cells. Presented review informs on preclinical studies with the use of the natural photosensitizer – hypericin, derived from Hypericum perforatum. Positive results were achieved in case of tumors of skin, nasopharyngeal, bladder, kidney neoplasms, radiation-induced fibrosarcoma, in haematology and paediatrics. Photodynamic therapy can become a safe treatment method for neoplasms, as well as an additional method in conventional protocols.

14

Zastosowanie hiperycyny w terapii fotodynamicznej – przegląd badań klinicznych

Kaleta-Richter M., Dyrała A., Cylupa K., Porwoł P., Kawczyk-Krupka A., Król W., Sieroń A.

Acta Bio-Optica et Informatica Medica. Inżynieria Biomedyczna

|

2015

|

Vol. 21, nr 4

216--220

PL

Terapia fotodynamiczna (PDT) jest perspektywiczną metodą leczenia wybranych chorób nowotworowych i nienowotworowych. Hiperycyna, która jest otrzymywana z dziurawca zwyczajnego, jest obiecującym fotouczulaczem w aspekcie badań klinicznych, które wykazały korzystny efekt w leczeniu schorzeń dermatologicznych, laryngologicznych, urologicznych i okulistycznych. Na podstawie powyższych badań można sądzić, iż terapia fotodynamiczna może stać się skuteczną alternatywną, a co najważniejsze, małoinwazyjną metodą leczenia onkologicznego.

EN

Photodynamic therapy is a perspective treatment of some cancer and non-cancer diseases. Hypericin, which is obtained from the plant Hypericum perforatum, is the future photosensitizer in the context of clinical trials. Positive results were obtained in the field of dermatological diseases, laryngeal (earth, nose, throat - ENT), in urology and ophthalmology. On the basis of these results, one may assume that photodynamic therapy can become an effective minimally invasive alternative method for cancer treatment.

15

Zastosowanie termografii w diagnostyce wybranych zmian nowotworowych skóry - badania wstępne

Cholewka A., Stanek A., Kwiatek S., Sieroń A., Drzazga Z.

Pomiary Automatyka Kontrola

|

2011

|

R. 57, nr 10

1142-1145

PL

Termografię w podczerwieni zastosowano jako nieinwazyjną technikę do diagnostyki zmian nowotworowych skóry oraz zbadania efektów termicznych zachodzących podczas leczenia za pomocą terapii fotodynamicznej powierzchniowo zlokalizowanych nowotworów. Przeprowadzone wstępne badania termowizyjne pokazały zróżnicowanie termiczne powierzchni skóry występujące między zmianami nowotworowymi złośliwymi (rak podstawnokomórkowy), a zmianami łagodnymi (brodawki łojotokowe). Ponadto zaobserwowano pewne zmiany gradientu temperaturowego powierzchni skóry u pacjentów cierpiących na raka podstawnokomórkowego podczas terapii metodą fotodynamiczną. Wydaje się iż termowizja może być przydatna zarówno w diagnostyce, jak i monitorowaniu efektów leczenia raka podstawnokomórkowego za pomocą terapii fotodynamicznej.

EN

The infrared thermography as a non-invasive diagnostic technique was used to differentiation between basal cell carcinoma (BCC) and benign skin tumors diagnosed as seborrhoeic keratosis. Additionally, for some patients thermal imaging was used for monitoring the photodynamic therapy (PDT) effects. All studies were performed by thermovision camera Flir Systems A40 (temperature sensitivity was 0,7K). The group of subjects was treated in the Chair and Clinic of Internal Diseases, Angiology and Physical Medicine in Bytom. It consisted of 10 patients (7 males and 3 females). 7 patients suffered from basal cell carcinoma treated by PDT and 3 patients were diagnosed as benign skin tumors. All skin tumors were confirmed by histopathology examination.The results of the studies showed differences in skin thermal map between patients with skin cancerous tumors - basal cell carcinoma and benign skin ones diagnosed as seborrhoeic keratosis. It seems that seborrhoeic keratosis are characterised with lower temperature than healthy skin around, in opposite to basal cell carcinoma where higher temperature was observed. In the case of patients suffered from basal cell carcinoma the temperature skin lesions were especially seen after application of photosensibilisator, which caused changes of the skin temperature gradient during photodynamic therapy. The skin temperature changes were observed probably due to some processes switched on, which might influence metabolism in tissues. However, the obtained effects required further studies. It seems that thermovision may be useful as a diagnostic technique and may give some additional information about photodynamic therapy effects.

16

Terapia fotodynamiczna (PDT) w chorobach skóry - co nowego?

Kawczyk-Krupka A., Ledwon A., Karpe J., Simon-Sieroń M., Sieroń A.

Journal of Ecology and Health

|

2011

|

R. 15, nr 1

28-34

PL

Poniższa praca prezentuje przegląd piśmiennictwa dotyczącego wskazań do leczenia fotodynamicznego w chorobach nowotworowych skóry, jak i prace prezentujące nowe możliwości zastosowania PDT także w nienowotworowych chorobach skóry. Udowodnione jest skuteczne leczenie z zastosowaniem terapii fotodynamicznej takich schorzeń, jak raki podstawnokomórkowe, choroba Bowena, rogowacenie słoneczne, powierzchowny rak kolczystokomórkowy, przerzuty raka piersi do skóry, ziarniniak grzybiasty oraz łuszczyca. Wykazano także, iż PDT z miejscową aplikacją kwasu 5-delta-aminolewulinowego (ALA) jest skuteczne w leczeniu epidermodysplazji brodawczakowatej, chorobie Dariera oraz w schorzeniach mikrobiologicznych, np. w kandidiazie. Nowym kierunkiem rozwoju PDT są wskazania kosmetyczne (odmładzanie skóry światłem). Wszystkie te wskazania związane są z selektywnym, bezpiecznym i skutecznym działaniem terapii fotodynamicznej.

EN

The study presents main medical indications of photodynamic therapy in skin neoplasm and new directions in the other, nonmalignant skin diseases. In dermatology PDT has been proven to be effective in the treatment of basal cell carcinomas (BCC), Bowen's disease, actinic keratoses, superficial squamous cell carcinomas (SCC), metastatic breast cancer, mycosis fungoides and psoriasis. It was also demonstrated that PDT with topical application of d-aminolevulinic acid (ALA) can selectively photosensitize other skin lesions, i.e.: epidermodysplasia verruciformis and affected skin areas in Darier's disease and microbiological infections (candidiasis). New approach of PDT is connected with cosmetic indication- photo-rejuvenation. These whole indications are connected with selective, safety and effective properties of PDT.

17

Aspekty immunologiczne terapii fotodynamicznej

Kawczyk-Krupka A., Czuba Z., Latos W., Mertas A., Król W., Simon-Sieroń M., Sieroń A.

Journal of Ecology and Health

|

2010

|

R. 14, nr 6

284-290

PL

Terapia fotodynamiczna (photodynamic therapy - PDT) jest metodą leczenia wybranych (przede wszystkim wczesnych) nowotworów i stanów przednowotworowych. Istotą tej metody jest selektywne niszczenie zmienionych chorobowo tkanek poprzez zadziałanie na nie światła laserowego o ściśle określonej długości fali. Zjawisko to umożliwia substancja - fotouczulacz, wychwytywana przez chorobowo zmienioną tkankę. Standardowo stosowanymi fouczulaczami są porfiryny, które są komponentą hemoglobiny. Działanie fotodynamiczne wywołuje trzy typy reakcji w naświetlanej tkance: bezpośredni efekt cytotoksyczny, pośredni efekt cytotoksyczny przez okluzję naczyń krwionośnych oraz wtórne działanie immunostymulujące i prozapalne. Spośród wymienionych sposobów działania, efekt immunostymulujący wydaje się być unikalny, zważywszy, że zarówno chemio- jak i radioterapia powodują upośledzenie funkcji układu immunologicznego. Wiele prac doświadczalnych wykazało, iż w trakcie terapii fotodynamicznej dochodzi do mobilizacji komórek immunokompetentnych: nacieku limfocytów, neutrofili, makrofagów, co wskazuje na aktywację procesu zapalnego. Mediatorami tego procesu są substancje wazoaktywne, składniki C3 dopełniacza, białka ostrej fazy, proteinazy, peroksydazy, reaktywne formy tlenu, cytokiny, czynniki wzrostu oraz inne substancje biorące udział w odpowiedzi immunologicznej. Podkreśla się, iż immunomodulacyjny efekt terapii fotodynamicznej związany jest także z wpływem na angiogenezę i aktywność metastatyczną komórek nowotworowych.

EN

Photodynamic therapy (PDT) is a well-known method for the selective, non-invasive and effective treatment of precancerous and cancerous lesions due to the activation of photobiochemical processes that cause cytotoxicity. PDT is based on mutual reactions between laser irradiation and photosensitizers that accumulate in tissues and result in selective damage of pathological tissues. The anticancer effect of PDT is due to three main mechanisms. First, PDT is cytotoxic, with both necrotic and apoptotic effects. Second, PDT leads to the occlusion of blood and lymphatic vessels of the tumor. Third, PDT is associated with the modulation of immune and inflammatory responses. In addition to these mechanisms of cell death, there is a variety of events that occur during PDT that lead to and magnify the inactivation of tumor cells. Many studies have reported the infiltration of lymphocytes, neutrophils and macrophages into PDT-treated tissue, indicating activation of the immune response. The inflammatory process is mediated by factors such as vasoactive substances, components of the complement and clotting cascades, acute phase proteins, proteinases, peroxidases, reactive oxygen species, leukocyte chemoattractants, cytokines, growth factors and other immunoregulators. It is possible that immunomodulatory mechanisms of PDT could also influence angiogenesis and the invasiveness of tumor cells.

18

Matrix metalloproteinase-3 induction following photodynamic therapy with liposomal formulations of aminolevulinic acid and its methyl ester

Jurczyszyn K., Czapińska E., Gamian E., Hotowy K., Terlecki G., Symonowicz K., Osiecka B., Bronowicz A., Ziółkowski P.

Acta Bio-Optica et Informatica Medica. Inżynieria Biomedyczna

|

2010

|

Vol. 16, nr 2

182-186

EN

Photodynamic therapy (PDT) showed promising results in treatment of malignant and non-malignant disorders. The PDT requires for a therapeutic effect the combined action of photosensitizer and light. PDT causes direct cytotoxicity to malignant cells and may also have both direct and indirect effects upon various non-malignant components of tumor microenvironment. Unfortunately, some photosensitizers reveal low selectivity in pathologic tissues. Previous studies indicated that aminolevulinic acid (ALA) and its methyl ester (metvix) encapsulated in liposomes improved the quality and optimized results of PDT. Matrix metalloproteinases (MMPs) are enzymes implicated in various diseases by enabling the spread of disease. MMP-3 in turn, exerts the protective role in the development of tumors. We report the effect of liposomal formulation of ALA and metvix-based photodynamic therapy on induction of matrix metalloproteinase 3 in animal tumor model. Our results showed strong expression of MMP-3 in tumor-bearing rat tumor cells after PDT with liposomal formulations. The expression of MMP-3 in all tumor-bearing rats treated with PDT was stronger than those observed in animals free of tumors and especially in those treated with free precursor-PDT. The effect of liposomes was found to be important and these formulations elicited stronger intensity of immunohistochemical reactions than ALA- or metvix –PDT without liposomes.

PL

Terapia fotodynamiczna (photodynamic therapy – PDT) daje obiecujące wyniki w leczeniu złośliwych i niezłośliwych chorób. PDT wymaga połączonego działania fotouczulacza i światła dla uzyskania efektu terapeutycznego. PDT wywołuje efekt cytotoksyczny w patologicznych komórkach. Może także działać bezpośrednio i pośrednio na różne składniki mikrośrodowiska nowotworu. Niestety, niektóre fotouczulacze mają niską selektywność w tkankach chorobowych. Poprzednie badania wykazały, że kwas aminolewulinowy (ALA) i jego ester metylowy (metvix) umieszczone w liposomach poprawiały jakość i wyniki PDT. Metaloproteinazy macierzy (MMPs) są enzymami wprzęgniętymi w różne choroby umożliwiającymi ich szerzenie się. Z kolei MMP-3 odgrywa rolę ochronną w rozwoju nowotworów. W pracy przedstawiono wpływ działania preparatów liposomowych ALA i metviksu w warunkach PDT na indukcję MMP-3 w zwierzęcym modelu nowotworowym. Uzyskane wyniki wskazują na silną ekspresję MMP- 3 w komórkach nowotworu po PDT z użyciem preparatów liposomowych. Ekspresja MMP-3 u wszystkich zwierząt zaszczepionych nowotworem i traktowanych PDT była silniejsza niż u zwierząt wolnych od nowotworu i szczególnie od tych leczonych PDT z użyciem wolnych prekursorów. Wpływ liposomów okazał się być istotny i przyczyniał się do silniejszej reakcji immunohistochemicznej niż PDT bez tych nośników.

19

Nanomateriały we wspomaganiu terapii fotodynamicznej

Pucińska J., Podbielska H.

Acta Bio-Optica et Informatica Medica. Inżynieria Biomedyczna

|

2009

|

Vol. 15, nr 2

178-181

PL

Nanotechnologia obecna jest już w wielu dziedzinach nauki i gospodarki. Jednakże najważniejsze zastosowanie struktury submikronowe znajdują w elektronice i biotechnologii. Nanotechnologia stymuluje także rozwój medycyny. Duże zainteresowanie wzbudza zastosowanie nanoma-terialów do poprawy efektywności terapii fotodynamicznej. Niniejsza praca zawiera krótki przegląd metod polepszenia właściwości farmakokinetycznych fotouczulaczy stosowanych w PDT.

EN

Nanotechnology became popular in many fields of contemporary science and technology. The main areas of applications are in electronics and biotechnology. The developments in nanotechnology also stimulate the progress in medicine. There is an increasing interest in applications of nanomaterials for improving the efficacy of photodynamic therapy. The presented paper is a short survey of the methods proposed for optimizing the pharmacokinetic properties of PDT photosensitizers.

20

Sonda do bezkontaktowego pomiaru współczynnika kontrastu w terapii fotodynamicznej

Sadowski P., Jellonek K.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2008

|

Vol. 49, nr 6

257-258

PL

Pomiary koncentracji związków chemicznych metodą pośrednią są szczególnie interesujące z punktu widzenia współczesnej medycyny. Naszym celem jest opracowanie sondy światłowodowej do pomiaru koncentracji fotouczulacza w tkankach poprzez pomiar intensywności fluorescencji. Terapia fotodynamiczna polega na podaniu fotouczulacza, a następnie kumulacji i naświetlaniu tego związku po czasie w celu wywołania efektu leczniczego. Określenie momentu kiedy współczynnik kontrastu osiągnie maksimum jest kluczowe dla skuteczności i powtarzalności zabiegu. Praca przedstawia wyniki pomiarów metodą bezkontaktową oraz analizę otrzymanych rezultatów.

EN

Indirect measurements of concentration of various compounds are particularly important from the modern medicine point of view of. Our goal is to design a fiber optic probe for measurement of the photosensitizer concentration in human tissues indirectly, by assessment of the fluorescence intensity. During the Photodynamic therapy a photosensitizer is first applied and after incubation time it is irradiated to cause a desired outcome. Determination of the appropriate moment to start the irradiation is a key to produce effective and repeatable outcome. The manuscript presents the results after using indirect measurement technique.