Государственный научный центр лазерной медицины имени О.К. Скобелкина ФМБА России – флагман инновационных лазерных технологий для медицины

АЛЕКСЕЙ ВИКТОРОВИЧ БАРАНОВ
ДИРЕКТОР ФГБУ “ГНЦ ЛМ ИМ. О.К. СКОБЕЛКИНА ФМБА РОССИИ”

 

 

 


ВЛАДИМИР АНАТОЛЬЕВИЧ ДУВАНСКИЙ
ЗАМЕСТИТЕЛЬ ДИРЕКТОРА ПО НАУЧНОЙ РАБОТЕ ФГБУ “ГНЦ ЛМ ИМ. О.К. СКОБЕЛКИНА ФМБА РОССИИ”

 

 

 

 

Создание лазеров относится к числу наиболее крупных открытий прошлого столетия, оказавших существенное влияние на развитие современного социума во многих сферах. Советские ученые Г.Н. Басов и А.М. Прохоров, а также американский исследователь Ч. Таунс были удостоены Нобелевской премии (1964) за создание в 1954 году первых квантовых генераторов. Вслед за этим были созданы лазеры на рубине (T.  Мейман, 1960), гелий-неоновый лазер (Д. Джевен, 1961), а затем практически одновременно (1964) в СССР и США – полупроводниковые лазеры. Открытие лазеров ознаменовало возникновение нового направления  – лазерной медицины. Рождение лазерной медицины в стране связывают с созданием 18 апреля 1986 года в СССР Научно-исследовательского института лазерной хирургии Минздрава СССР (в  дальнейшем переименованного в  Федеральное государственное бюджетное учреждение “Государственный научный центр лазерной медицины им. О.К. Скобелкина Федерального медико-биологического агентства”, далее – Центр), который возглавлял в течение 11 лет член-корреспондент РАМН, доктор медицинских наук, профессор О.К. Скобелкин. С 1997 по 2015 год директором Центра был профессор А.В. Гейниц.
С 2016 года Центр возглавляет доктор медицинских наук А.В. Баранов.
На сегодняшний день в  России и  за рубежом разработаны эффективные лазерные хирургические технологии лечения различных заболеваний, а лазер стал доступным инструментом для врачей крупных медицинских центров.
Достижения последних лет в  развитии инструментария для минимально инвазивных хирургических методов в эндохирургии, разработка миниатюрных катетеров и эндоскопов стимулируют использование лазеров в сосудистой хирургии и  кардиологии. Перспективные направления разработки лазерных методов лечения сфокусированы сегодня в области лечения различных опухолей: фотодинамическая терапия (ФДТ), лазерная интерстициальная термотерапия и лазерная интерстициальная коагуляция в таких областях хирургии, как гинекология, урология, нейрохирургия.
Сфера применения современных лазерных технологий в  настоящее время крайне широка:
– онкология (фотодинамическая терапия и лазерная интерстициальная термотерапия опухолей);
– хирургия (заживление ран, лечение сосудистых повреждений, иссечение и  деструкция опухолей, фрагментация конкрементов);
– урология (лечение опухолей мочевого пузыря и опухолей предстательной железы, фрагментация конкрементов);
– гинекология (воспалительные заболевания, эрозия шейки матки, предраковые заболевания);
– сердечно-сосудистая хирургия (трансмиокардиальная реваскуляризация миокарда, лечение заболеваний артерий, варикозно расширенных вен, желудочковой аритмии и т. д.);
– офтальмология (рефракционная хирургия, лечение катаракт, глауком, коагуляция сетчатки);
– дерматология (терапия кожных заболеваний – псориаза, герпеса, дерматитов);
– косметология (шлифовка кожи, удаление волос);
– оториноларингология (использование симультанных операций при лечении заболеваний носоглотки);
– нейрохирургия (лечение опухолей центральной нервной системы, аномалии сосудистой системы, лечение межпозвонковых дисков);
– ортопедия (артроскопическая хирургия);
– стоматология (лечение заболеваний мягких тканей полости рта, профилактика и лечение периодонтита, обработка зубных каналов, отбеливание зубов).
В 1978 году на базе клиники хирургии ЦНИЛ Четвертого главного управления при Минздраве СССР О.К. Скобелкиным была создана лазерная группа во главе с профессором В.И. Елисеенко для изучения механизма действия углекислотного лазера и характера морфологических изменений органов и тканей при различных  энергетических параметрах СО2-лазера.
Проведенные лазерной группой многочисленные экспериментальные исследования, связанные с изучением особенностей воздействия углекислотного лазера на биологические ткани, показали, что при использовании лазерного скальпеля разрезы были бескровны, повреждение окружающих тканей минимально. Изучение характера морфологических изменений тканей после воздействия углекислотного лазера показало целый ряд преимуществ его перед традиционным хирургическим скальпелем и  электроножом. Они заключались в  стерилизации тканей в области разреза, коагуляционном характере термического некроза с  минимальным повреждением тканей и хорошим гемостазом. При дальнейшем изучении механизма действия других видов высокоэнергетических лазеров, независимо от их оптического спектра (YAG-Nd, YAG-Er, аргоновый и  полупроводниковые лазеры), оказалось, что механизм патогенетического воздействия на ткани был сходным с тем, который наблюдался при действии СО2-лазера. Эти и другие фундаментальные исследования проложили дорогу для внедрения лазерных технологий в медицинскую практику в различных областях хирургии.
Изучение механизма заживления ран при воздействии различных типов лазеров показало, что при воздействии высокоэнергетическим лазерным излучением на биологические ткани заживление ран имеет характерные особенности, заключающиеся в сокращении экссудативной фазы воспаления, развитии асептического продуктивного воспаления, раннем формировании грануляционной ткани и отсутствии грубой рубцовой деформации в послеоперационном периоде, что имеет важное значение в абдоминальной, пластической хирургии  и косметологии. Эти положения явились морфологическим обоснованием широкого применения лазерного излучения в различных областях хирургии.
В  1981  году коллектив авторов во главе с профессором О.К. Скобелкиным был удостоен Государственной премии СССР за создание, разработку и внедрение в  клиническую практику новых лазерных хирургических средств и  новых лазерных методов хирургического лечения в абдоминальной, гнойной и пластической хирургии.
Сотрудники хирургических отделений Центра разрабатывают и внедряют в  клиническую практику инновационные методики применения отечественных контактных лазеров в абдоминальной, гнойной и пластической хирургии.
Лазерная дерматология и  косметология с успехом используют лазерное излучение. Целый ряд косметических процедур выполняются только лазерным или световым излучением. К числу таковых следует отнести лазерную эпиляцию, фотоэпиляцию, удаление пигментных пятен, удаление татуировок, фотоомоложение кожи. Для этих целей применяется излучение рубинового, александритового, неодимового, диодного лазеров.
В  последние несколько лет чрезвычайно широко в  дерматологии используется фракционная лазерная методика обработки кожи. Фракционная методика заключается в облучении не всей, а только части (фракции) области биологической ткани, требующей лечения. В местах воздействия (фракциях) наблюдается локальная коагуляция и, как следствие, стимулируется рост новых клеток, при этом вся область, подвергшаяся обработке, не теряет своей анатомической функции. Данная технология впервые была применена в лазерной дерматологии для регенерации кожи человека. В отделении пластической хирургии Центра разработаны и внедрены в клиническую практику методы лечения с применением различных типов лазеров у больных с доброкачественными и злокачественными опухолями кожи и ее придатков, гипертрофическими и келоидными рубцами, сосудистыми и пигментными поражениями и косметическими  дефектами кожи.
Лазерные технологии перспективны и для диагностики ранних форм рака различных локализаций (флуоресцентная спектроскопия, аутофлуоресцентная диагностика, оптическая когерентная томография, конфокальная лазерная эндомикроскопия). Конфокальная лазерная эндомикроскопия позволяет в  режиме реального времени оценивать выявленные образования на клеточном уровне не производить прицельную биопсию, что снижает процент получения ложноотрицательного результата. Получаемое микроскопическое изображение высокого разрешения позволяет оценить всю микроструктуру ткани. В отделении эндоскопической хирургии Центра внедряются в клиническую практику методы эндоскопической диагностики ранних форм рака желудочно-кишечного тракта.
С  первых лет своего существования Центр стал пионером инновационных разработок в медицине. Одна из них – фотодинамическая терапия (ФДТ). В многочисленных экспериментах были изучены особенности фармакокинетики при внутривенном и внутрибрюшинном способах введения фотосенсибилизатора.
В эксперименте была доказана высокая эффективность ФДТ при внутривенном введении фотосенсибилизатора. Изучены морфологические особенности сенсибилизированной фотодеструкции различных опухолей, проведены экспериментальные исследования по разработке оптимальных параметров фотодинамической деструкции опухолей. По инициативе О.К. Скобелкина в 1991 году в Центре было создано первое клиническое отделение фотодинамической терапии.
Сотрудниками отделения были проведены клинические испытания метода ФДТ с  первым отечественным фотосенсибилизатором-фотогемом.
Работы, проводимые в  ГНЦ лазерной медицины и  других научных учреждениях г. Москвы в области ФДТ, высоко оценены государством. В  2011  году ряду ученых, в  том числе профессору Е.Ф. Странадко (сотруднику Центра), присуждена премия Правительства Российской Федерации за разработку метода ФДТ и внедрение его в практическое здравоохранение. По сравнению с традиционными методами терапии рака ФДТ имеет следующие преимущества:
избирательность воздействия на опухоль и  высокую эффективность; широкий спектр показаний (различные локализации, радикальные и паллиативные курсы, предоперационная ФДТ, комбинированное лечение); ограниченное число противопоказаний; относительная безвредность (отсутствие риска хирургического вмешательства, отсутствие тяжелых и системных осложнений);
простота выполнения; однократность процедуры, возможность (при необходимости) многократного повторения; сочетание диагностического и лечебного аспектов; относительно легкая переносимость для больных; возможность амбулаторного применения.
Достоинства ФДТ особенно проявляются при лечении рака кожи на лице и других открытых участках тела, так как наряду с самым высоким процентом излечений ФДТ выгодно отличается от традиционных методов лечения еще и  хорошими косметическими результатами.
В  отделении фотодинамической терапии центра проводятся исследования, связанные с разработкой, клиническим испытанием и  внедрением в  практику новых  фотосенсибилизаторов, фотоактивных лекарственных веществ и соединений металлов для фотодинамической терапии. Разрабатываются также способы доставки фотосенсибилизаторов к тканям-мишеням с целью селективности их накопления.
Перспективным направлением Центра является антибактериальная ФДТ. Раковые клетки, клетки быстро размножающихся тканей и бактерии в инфицированных ранах проявляют одинаковые свойства захватывать и длительно удерживать фотосенсибилизаторы. Использование возможностей ФДТ для уничтожения патогенных микроорганизмов несет большой медицинский и технологический потенциал. В области лечения хронической гнойной инфекции ФДТ имеет целый ряд преимуществ перед традиционными методами антибактериальной терапии:  эффективность ФДТ не зависит от спектра чувствительности патогенных микроорганизмов к антибиотикам; развитие резистентности микроорганизмов к  действию ФДТ маловероятно, так как фотодинамическое повреждение обусловлено цитотоксическим действием синглетного кислорода и  свободных радикалов, применяемые в клинике фотосенсибилизаторы не имеют темновой токсичности и не обладают мутагенным действием. Это сводит на нет вероятность фоторезистентных штаммов микроорганизмов; противомикробное действие ФДТ не убывает со временем при длительном лечении хронических локальных инфекционных процессов; бактерицидный эффект ФДТ носит локальный характер, он не имеет системного губительного действия на сапрофитную микрофлору организма; это обусловлено тем, что ни одному из компонентов ФДТ  – ни фотосенсибилизатору, ни низкоинтенсивному лазерному излучению – не свойственно системное бактерицидное действие или другие повреждающие эффекты; ФДТ одинаково эффективна при острой и хронической инфекции и даже при некоторых видах бациллоносительства. В  отделении хирургической инфекции Центра проводятся разработка и  клиническое испытание новых фотосенсибилизаторов для антибактериальной ФДТ.
Россия была одной из первых стран мира, которая активно включилась в изучение эффективности влияния лазерного излучения различной интенсивности на биологические объекты.
Сотрудники медико-биологического отдела Центра разрабатывают различные образцы низкоинтенсивных лазерных аппаратов, испытывают их в  эксперименте и внедряют в клиническую практику. Низкоэнергетическое лазерное излучение (НИЛИ) различных спектральных областей обладает достаточно широким диапазоном действия на организм.
На клеточном уровне это специфическое фотохимическое действие света на мембранные комплексы и, возможно, межклеточные контакты, а  также неспецифическое фотофизическое воздействие света, приводящее к  изменению структурных свойств воды в дисперсных системах организма. На органном уровне – система микроциркуляции, ответственная за трофику тканевых регионов; нервные структуры, вовлекаемые в рефлекторный ответ при воздействии на зоны акупунктуры; иммунная система и кровь при ее сосудистом облучении. Воздействие НИЛИ на организм носит сигнальный характер и  предполагает запуск триггерных механизмов его усиления на различных уровнях. Поэтому природа фотобиоактивации в таком сложном биологическом объекте, как организм человека, представляется в  виде многоступенчатого процесса: поглощение кванта света, первичный фотофизический или фотохимический акты, промежуточные стадии, включающие образование фотосенсибилизированных продуктов и  перенос энергии в  тканях, образование физиологически активных соединений, включение нейрогуморальных реакций, конечный фотобиологический эффект. Анализ фактов, касающихся природы лазерной биостимуляции, позволяет сделать вывод, что при наличии различных механизмов восприятия и трансформации энергии НИЛИ живыми системами в условиях оптимальных режимов и дозы воздействия наблюдаются положительные сдвиги в процессах метаболизма, снижение гипоксии в тканях, повышение их регенераторных потенций, а в конечном итоге повышение уровня жизнедеятельности организма, его резистентности к неблагоприятным факторам среды, расширение пределов его адаптивных возможностей. Ответная реакция организма на лазерное
воздействие  – это всегда интегральная системная реакция, включающая изменения на уровне клеток, тканей, органов и  в  управляющих системах организма. Исследования по уточнению отдельных звеньев этой патогенетической цепи ведутся во многих отделениях Центра, и внедрение их результатов в клиническую практику является одним из приоритетных направлений.
Важным направлением деятельности Центра является внедрение лазерных технологий в  практическую деятельность учреждений здравоохранения. Под руководством Центра в соответствии с приказом Минздрава РСФСР от 16 декабря 1987 года №718 было создано свыше 50 центров лазерной хирургии и  медицины в  различных регионах страны, а  также организованы лазерные хирургические и терапевтические отделения на базе многопрофильных больниц и более 3 тыс. кабинетов лазерной терапии на базе амбулаторных учреждений. Организованы кабинеты ФДТ во многих территориальных центрах лазерной хирургии и медицины и областных онкологических диспансерах. Для работы в них прошли специализацию по лазерной медицине в Центре свыше 10 тыс. врачей. В рамках непрерывного медицинского образования на курсах повышения квалификации Центра проходят подготовку по различным направлениям лазерной медицины врачи различных специальностей.
Научная тематика по лазерной медицине, выполняемая в  медицинских учреждениях страны, является приоритетной. В информационной базе данных “Рефераты российских патентных документов” ежегодно регистрируется более 100 патентов на изобретения по лазерной медицине. По данным анализа информационных баз ВТИ Центра, ежегодно по лазерной медицине выполняется более 200 НИР.
Огромную роль в консолидации усилий многих ученых в разработке проблем лазерной медицины и распространении  передового опыта играет научно-практический журнал “Лазерная медицина”.
20-летняя история журнала “Лазерная медицина”, единственного в нашей стране посвященного данному направлению, неразрывно связана с Центром, являющимся его учредителем и издателем. Журнал включен в перечень ВАК, в специализированную базу данных Научной электронной библиотеки и другие базы данных.
Как ведущее учреждение страны в  области лазерной медицины, Центр регулярно проводит международные и  всероссийские научные конференции, семинары по лазерной медицине.
С 1986 года Центром организовано свыше 25 международных конференций по лазерной медицине с участием крупнейших зарубежных ученых.
В  2016  году Федеральное государственное бюджетное учреждение “Государственный научный центр лазерной медицины им. О.К.  Скобелкина Федерального медико-биологического агентства” (ФГБУ “ГНЦ ЛМ им. О.К. Скобелкина ФМБА России”) отметило свое 30-летие. Лазерные технологии, разработанные в  его стенах, носят инновационный характер, открывают принципиально новые возможности в  лечении и  диагностике целого ряда заболеваний, вносят большой вклад в  развитие мировой и отечественной медицины.