Исследование имплантатов для интраоперационной гипертермии

В настоящее время гипертермия признана одним из перспективных методов при комбинированном лечении злокачественных опухолей. Тем не менее, для большинства из существующих способов нагрева опухолевых тканей достаточно трудно реализовать точную локализацию теплового воздействия. Целью данного исследования является сравнение двух типов имплантатов для интра-операционной локальной гипертермии ложа опухоли, осуществляемого с помощью индукционного нагрева в переменном магнитном поле субмегагерцового диапазона. композитные имплантаты первого типа создаются на основе самополимеризующейся пластической массы, смешанной с электропроводными ферромагнитными частицами. Второй тип имплантатов представляет собой полый объект с тонкими стенками, повторяющий форму опухоли. имплантаты этого типа заполняются жидкометаллическим немагнитным сплавом, имеющим температуру плавления ниже комнатной. Модельные имплантаты нагревались в индукторе собственной конструкции с короткой цилиндрической катушкой диаметром 35 см. Биологические ткани моделировались с помощью геля для УЗи. Экспериментальные результаты показывают, что имплантаты обоих типов нагревались во внешнем переменном магнитном поле с частотой 90 кгц и амплитудой, не превышающей 4 кА/м, до температур, которые допускают как традиционную гипертермию (нагрев тканей до 41-45 °С), так и термическую абляционную терапию (нагрев тканей до температуры выше 50 °С). Получено хорошее совпадение экспериментальных данных с модельными численными расчетами.

At the present time hyperthermia is recognized as one of the most promising methods in the combined treatment of malignant tumors. Nevertheless, for the most of existing methods for heating of tumor tissues it is rather difficult to realize the exact localization of heat exposure. The aim of this study is to compare two types of implants for intraoperative local tumor bed hyperthermia carried out using induction heating in an alternating magnetic field of the sub-MHz range. Composite implants of the first type are created on the base of a self-curing plastic mass mixed with electrically conductive ferromagnetic particles. The second type of implant is a hollow object with thin walls that follows the shape of the tumor. Implants of this type are filled with a liquid metal non-magnetic alloy with melting point below room temperature. The model implants were heated in a self-designed inductor with a short cylindrical coil 35 cm in diameter. Biological tissues were modeled using an ultrasound gel. Experimental results show that both types of implants were heated in an external alternating magnetic field with a frequency of 90 kHz and an amplitude not exceeding 4 kA/m up to temperatures that allow both traditional hyperthermia (tissue heating to 41-45 °C) and thermal ablation therapy (tissue heating to temperatures above 50 °C). Good agreement between the experimental data and model numerical calculations was obtained.