Результаты инновационных научно-исследовательских работ, выполняемых в фгбу «мниои им. п.а. герцена минздрава россии»

В.В. Старинский, Л.М. Александрова, Е.Н. Вязьмина,

Обеспокоенность и повышенное внимание к онкологии – одна из характерных черт здравоохранения всех развитых стран, что обусловлено устойчивой тенденцией роста онкологической заболеваемости.

В Российской Федерации в 2011 году было выявлено 522 410 новых случаев злокачественных новообразований (ЗНО), женщины составили 54,0%, мужчины – 46,0%. Абсолютное число заболевших за последнее десятилетие возросло на 15,8%. К сожалению, почти у 60% впервые регистрируемых больных заболевание выявляют в III-IV стадии. Это приводит к значительной инвалидизации пациентов из-за меньшей эффективности лечения. По данным Минтруда России и расчету Росстата в 2011 году 185 тыс. больных впервые были признаны инвалидами от онкологического заболевания (22% от общего числа инвалидов), и этот показатель ежегодно растет. В связи с этим разработка новых медицинских технологий диагностики. лечения и реабилитации онкологических больных, базирующихся на современных достижениях медицинской науки и техники, является чрезвычайно актуальной.

Одним из важных направлений деятельности МНИОИ им. П.А. Герцена является инновационная деятельность, в результате которой рождаются новые идеи, новые или усовершенствованные технологии. В последние годы в МНИОИ им. П.А. Герцена значительно увеличилась доля научно-исследовательских работ, выполненных на уровне изобретений, т.е. отвечающих условиям патентоспособности: новизна, изобретательский уровень, промышленная применимость.

Только за период с 2007 по 2013 годы подготовлено и подано на рассмотрение в ФГБУ "Федеральный институт промышленной собственности Федеральной службы по интеллектуальной собственности, патентам и товарным знакам" 82 заявки на изобретение и 4 — на полезную модель. Получено 88 патентов на изобретение. Более 70% заявок относятся к новым и усовершенствованным способам лечения ЗНО, 22% — к способам диагностики.

Одним из приоритетных направлений развития клинической онкологии является разработка методик фотодинамической терапии (ФДТ) и флюоресцентной диагностики злокачественных опухолей, фотосенсибилизаторов нового поколения. В России МНИОИ им. П.А. Герцена является лидером в продвижении этого направления. В настоящее время продолжается активная деятельность как по внедрению новых разработок в практическое здравоохранение различных территорий страны, так и по усовершенствованию вариантов лечения опухолей различной локализации. Разработана и защищена серия новых технологий ФДТ, в том числе: способ лечения поверхностного рака мочевого пузыря (патент № 2346657), способ интраоперационной фотодинамической терапии при опухолевом поражении плевры (патент № 2391907), способ консервативного лечения и профилактики рецидивов вирус-ассоциированного предрака и раннего рака шейки матки (патент № 2494616), способ лечения поверхностного рака мочевого пузыря (патент № 2346657), устройство для проведения внутритканевой лазерной гипертермии и фотодинамической терапии и способ их осуществления (патент № 2424009). Развитие этого направления позволяет достоверно оценить площадь опухолевого поражения в результате выявления скрытых форм рака, провести органосохраняющее функционально-щадящее лечение больных, в том числе и функционально неоперабельных, способствует улучшению качества их жизни.

Научные сотрудники института принимают активное участие в разработке фотосенсибилизаторов нового поколения и методик их использования. Исследования проводятся преимущественно совместно с ФГУП «ГНЦ «НИОПИК» (генеральный директор, член-корреспондент РАН Г.Н. Ворожцов). К числу таких разработок относится блок патентов на способы подавления роста опухолей (патенты №№ 2339414, 2383370, 2376999), «Композиция для флуоресцентной диагностики» патент № 2379026). Патент № 2339414 от 27.11.2008 на изобретение «Способ подавления роста опухоли», существенными признаками которого являются внутривенное введение наночастиц фталоцианинов с последующим облучением опухоли лазерными импульсами с длиной волны в области интенсивного поглощения наночастиц, внесен в российский реестр 100 лучших изобретений года.

В последнее десятилетие отмечается тенденция к росту заболеваемости раком гортани преимущественно мужского населения страны. При этом у значительной части больных новообразования выявляются в запущенной стадии, когда процесс рассматривается как неоперабельный, или хирургическое вмешательство зачастую приводит к формированию выраженных анатомо-функциональных дефектов соседних органов и тканей. На этапе хирургического лечения пациентов с рецидивными местно-распространенными опухолями гортани и гортаноглотки, поражающими трахею, в институте используется способ формирования загрудинной трахеостомы при расположении резецированного края трахеи в переднем средостении (патент № 2312626). Кольцо трахеостомы создается в результате  парциальной резекции рукоятки грудины и формирования мостовидного кожно-фасциального лоскута на грудной стенке. Технология позволяет выполнить хирургическое лечение больным, ранее считавшимся неоперабельными, избежать возможных осложнений во время операции и в раннем послеоперационном периоде, обеспечить 3-х и 5-летнюю выживаемость, создать условия для улучшения качества жизни этой сложной категории пациентов.

После ларингэктомии по поводу рака важнейшим этапом является восстановление у больного голосовой функции. В последние годы получило широкое распространение восстановление голосовой функции после удаления гортани с помощью голосовых протезов. В этих случаях конструкция трахеостомы имеет большое значение в осуществлении функций дыхания и голосообразования в послеоперационном периоде, и создание бесканюльной трахеостомы стабильного, адекватного размера (0,5 — 2см) является актуальной задачей. Разработан и внедрен в клиническую практику способ восстановления голосовой функции после ларингэктомии, включающий трахеопищеводное шунтирование с эндопротезированием и формированием бесканюльной трахеостомы (патент № 2302824). Метод позволяет создать широкую стабильную трахеостому, обеспечивающую свободное дыхание и пригодную для восстановления голосовой функции у безгортанных больных с помощью голосовых протезов, что исключает пользование трахеотомической трубкой и улучшает качество жизни.

Современный этап развития клинической онкологии характеризуется разработкой подходов к органосохраняющему и функционально щадящему лечению. В институте разработан способ первичного органосохраняющего лечения инвазивного рака шейки матки, включающий радикальную трахелэктомию абдоминальным доступом с сохранением матки и ее восходящих артериальных и венозных кровеносных сосудов (патент № 234859). Оперативное вмешательство в данном объеме позволяет сохранить детородную функцию, является адекватной альтернативой расширенной экстирпации матки у пациенток репродуктивного возраста.

Важным направлением инновационной деятельности МНИОИ им. П.А. Герцена является разработка новых конструктивных материалов для замещения костных дефектов, их экспериментальное апробирование и внедрение методик лечения в клинику. Совместно с Институтом металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова РАН были созданы и защищены патентами РФ следующие композиционные материалы: материал для закрытия костных дефектов при реконструктивно-пластических операциях (патент № 2333010), представляющий собой частицы карбонатзамещенного гидроксиапатита, выполненные в форме пористых сферических гранул. Материал обладает следующими свойствами: высокая адгезия по отношению к клеткам, сочетание свойств остеокондуктивности и остеоиндуктивности, близость химического и фазового состава имплантируемого материала к составу замещаемой ткани, регулируемость скорости растворения при его замещении костной тканью, возможность трехмерного равномерного заполнения костного дефекта, повторяющего его форму. Материал может быть насыщен аутологичными мезенхимальными стволовыми клетками. Способ замещения костного дефекта при реконструктивно-пластических операциях с использованием данного материала имеет правовую защиту (патент № 2375007). Совместными разработками МНИОИ им. П.А. Герцена и Института металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова РАН являются также пористый синтетический коралл для реконструкции костных дефектов и способ его получения (патент № 2368354) и пористые композиционные материалы на основе хитозана для заполнения костных дефектов (патент № 2376019).

К числу оригинальных перспективных композиционных материалов относится биоинженерная конструкция (патент на полезную модель № 86455), предназначенная для замещения костного дефекта. Биоинженерная конструкция представляет собой фрагмент коралла, смоделированный в соответствии с формой и величиной замещаемого дефекта, содержащий иммобилизованные на поверхности коралла аутологичные мультипотентные мезенхимальные стромальные клетки. Способ замещения костного дефекта с использованием данной конструкции успешно апробирован на экспериментальных моделях.

Наряду с разработкой новых способов хирургического лечения злокачественных опухолей большое внимание уделяется способам профилактики и прогнозирования послеоперационных осложнений. В частности, способы интраоперационной профилактики послеоперационной лимфореи защищены блоком патентов и заявок на выдачу патента на изобретение: «Способ профилактики лимфореи после радикальной мастэктомии» (патент № 2334485), «Способ интраоперационной профилактики лимфореи при радикальной мастэктомии» (патент № 2410034). Использование разработанных профилактических технологии в клинической практике позволяет уменьшить объем и длительность лимфореи, предотвратить образование лимфоцеле в подмышечной области, ранние раневые осложнения, развитие выраженных рубцовых изменений, постмастэктомического отека верхней конечности, а также сократить сроки социально-трудовой реабилитации больных.

Для профилактики и коррекции критической брадикардии и других нарушений сердечного ритма и проводимости у онкологических больных с тяжелыми сердечно-сосудистыми заболеваниями разработаны способ профилактики интра- и послеоперационных осложнений, включающий методы временной электрокардиостимуляции — чреспищеводной электростимуляции предсердий или внутрисердечной электрокардиостимуляции (патент № 232670) и способ оценки риска развития периоперационных сердечно-сосудистых осложнений при внесердечных хирургических вмешательствах (патент № 2410017). Технологии позволяют снизить операционно-анестезиологический риск путем оптимизации предоперационной диагностики, медикаментозной подготовки и дифференцированного интра- и послеоперационного использования немедикаментозных – электрокардиостимуляционных, методов профилактики и устранения опасных нарушений сердечного ритма и проводимости в случае неэффективности их медикаментозной коррекции. Разработанный алгоритм ведения этого тяжелого контингента больных позволяет снизить частоту развития периоперационных сердечно-сосудистых осложнений в 2,3 раза, в том числе инфаркта миокарда в 5 раз, а летальность от них — в 10 раз.

Разработаны способы профилактики и лечения энтеропатий, развивающихся на фоне полихимиотерапии (патент № 2405546), и послеоперационного болевого синдрома при обширных торакоабдоминальных операциях (патент № 2382646).

Большое внимание в научной тематике института уделяется проблеме диагностики ЗНО. Разработаны способы дифференциальной диагностики патологических объемных образований в корне брыжейки тонкой кишки и/или в большом сальнике (патент № 2344762), прогнозирования опухолевых заболеваний молочной железы (патент № 2390025), формирования группы риска по опухолевой патологии молочной железы (патент № 2386968). Оценку вероятности наличия опухолевых заболеваний молочной железы, осуществляют с применением высокоэффективной жидкостной хроматографии пробы мочи путем идентификации и количественного определения содержания нуклеозидов и расчета прогнозирующей функции. Последние два изобретения созданы в результате научного сотрудничества с коллективами МНКЦ «Интермедбиофизхим», химического факультета МГУ, Института проблем передачи информации им. А.А. Харкевича РАН.

С целью повышения достоверности выявления опухолевых клеток, точности и воспроизводимости измерений разработан способ цитологической диагностики рака методом когерентной фазовой микроскопии (патент № 2306868). При исследовании неокрашенных, неактивированных живых клеток в автоматическом режиме определяют интенсивность и спектральные характеристики флюктуаций фазовой толщины ядрышек клеток и, при нахождении изучаемых параметров в частотном диапазоне от 0,8 до 20,0 Гц, диагностируют присутствие в препарате клеток рака. Для исследования используется отечественный аппаратно-программный комплекс для морфометрии клеток крови КМКК-01 «Гранат-Гемо» производства ГОУ ВПО «МГТУ им. Н.Э.Баумана».

Список разработок МНИОИ им. П.А. Герцена, выполненных на уровне изобретений, может быть дополнен работами, посвященными методике определения алгоритма ведения больного, например, способ прогнозирования послеоперационных осложнений у онкологических больных (патент № 2384297).

Для оценки эффективности консервативной противоопухолевой терапии разработан способ, включающий эхографическое исследование с использованием трехмерной реконструкции области опухолевого поражения (патент №2305494). При исследовании определяют объем опухоли, суммарный объем питающих кровеносных сосудов и коэффициент ее васкуляризации до и после лечения. Технология позволяет повысить точность дооперационной диагностики, планировать объем хирургического вмешательства, в том числе органосохраняющих и реконструктивно-пластических операций, и оценить эффективность специфической консервативной терапии. Усиление васкуляризации опухоли после лечения свидетельствует о прогрессировании опухолевого процесса. С использованием компьютерных технологий разработан способ оценки степени васкуляризации опухолевой ткани (патент № 2366951). Технология морфологического исследования включает использование нового способа количественной оценки васкуляризации для определения биологических свойств злокачественных новообразований. Методика позволяет определять один из показателей метастатического потенциала эпителиальных опухолей и учитывать этот показатель для назначения таргетной терапии, что способствует оптимизации тактики лечения пациента.

В настоящее время институтом поддерживается 47 патентов. На основе 33 патентов разработаны новые медицинские технологии диагностики и лечения онкологической патологии, разрешение на клиническое применение которых выдано Федеральной службой по надзору в сфере здравоохранения и социального развития.

Инновационная деятельность МНИОИ им. П.А. Герцена осуществляется в тесном сотрудничестве со многими учреждениями науки, в числе которых такие ведущие отраслевые центры как: ФГУП «ГНЦ «НИОПИК», ГОУ ВПО «МИРЭА», Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова РАН, МГУ им. М.В. Ломоносова, Институт проблем передачи информации им. А.А. Харкевича РАН, ФГУ «ФНКЦ оториноларингологии ФМБА», ГУ «НИИ нейрохирургии им. акад. Н.Н. Бурденко РАМН». Совместные научные исследования разнопрофильных специалистов по проблеме диагностики и лечения злокачественных новообразований позволяют создавать новейшие высокотехнологичные методики медицинской помощи больным.