淺析光動(dòng)力療法在癌癥治療中的應(yīng)用前景獲獎(jiǎng)科研報(bào)告

淺析光動(dòng)力療法在癌癥治療中的應(yīng)用前景獲獎(jiǎng)科研報(bào)告摘

要：力學(xué)的發(fā)展歷史悠久，現(xiàn)代力學(xué)已經(jīng)滲透到了各個(gè)領(lǐng)域，尤其是在治療癌癥的領(lǐng)域，光動(dòng)力療法的研究對(duì)癌癥的治療起著很有效的作用。本文章主要是通過介紹力學(xué)的發(fā)展史、力學(xué)發(fā)展的現(xiàn)狀以及發(fā)展前景，還有光動(dòng)力療法等進(jìn)行了簡(jiǎn)單的介紹。

關(guān)鍵詞：現(xiàn)代力學(xué)力學(xué)的現(xiàn)狀與發(fā)展;光動(dòng)力療法;癌癥;光敏劑

1.引言

目前，世界上癌癥的發(fā)病率非常高，而且全球的癌癥患者一直在增多。癌癥的綜合治療方法仍然沒有找到，已經(jīng)成為世界上的衛(wèi)生組織非常關(guān)注的一個(gè)難題[1]。隨著力學(xué)的發(fā)展，光動(dòng)力學(xué)療法逐漸被研究出來用于治療癌癥。相比其他治療癌癥的方法，這種方法已經(jīng)是最有效的治療方法了[2]。光動(dòng)力學(xué)療法有安全、副作用小、成本低等優(yōu)點(diǎn)[3]。光動(dòng)力學(xué)療法的治療癌癥逐漸成為國內(nèi)外治療癌癥的研究熱點(diǎn)。

2.力學(xué)史

力學(xué)的發(fā)展歷史悠久，17世紀(jì)末，牛頓的三大定律于1687年提出，標(biāo)志著獨(dú)立學(xué)科的開始。18世紀(jì)末，古典力學(xué)變得更加完善，它的主要特征是科學(xué)和運(yùn)動(dòng)學(xué)。在19世紀(jì)，應(yīng)用力學(xué)與工程技術(shù)在大型機(jī)械的生產(chǎn)下發(fā)展迅速。19世紀(jì)末，獨(dú)立學(xué)科發(fā)展并形成了自己的系統(tǒng)，力學(xué)就進(jìn)入了新階段。

自20世紀(jì)初以來，力學(xué)的發(fā)展一直與航空航天業(yè)密切相關(guān)。力學(xué)的主要戰(zhàn)場(chǎng)與航空航天有關(guān)。我們稱此階段為現(xiàn)代力學(xué)。從1960年代中期至今，情況發(fā)生了很大變化，大量新的力學(xué)分支迅速興起，它們占據(jù)了從數(shù)量變化到質(zhì)量變化的力學(xué)主要階段，展現(xiàn)出一種壯觀的情況我們稱此舞臺(tái)力學(xué)。

3.現(xiàn)代力學(xué)的現(xiàn)狀與發(fā)展

3.1力學(xué)的傳統(tǒng)分支

隨著力學(xué)的蓬勃發(fā)展，許多新的主題、發(fā)展方向和增長(zhǎng)點(diǎn)出現(xiàn)了。主要有以下幾個(gè)分支，通用力學(xué)、固體力學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)、流體力學(xué)、空氣動(dòng)力學(xué)、巖土力學(xué)

3.2力學(xué)與科學(xué)技術(shù)的結(jié)合

現(xiàn)代力學(xué)發(fā)展的第二種類型是力學(xué)與科學(xué)技術(shù)的結(jié)合。計(jì)算機(jī)技術(shù)和光電技術(shù)等現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，以前所未有的速度推動(dòng)了機(jī)械研究的發(fā)展。這些科學(xué)技術(shù)和力學(xué)的結(jié)合形成了獨(dú)立分支，如計(jì)算機(jī)力學(xué)和實(shí)驗(yàn)力學(xué)，具有廣泛的覆蓋范圍，并且具有現(xiàn)代的力量。

4.光動(dòng)力療法治療癌癥的前景

4.1光動(dòng)力療法

目前治療惡性腫瘤以及非惡性的疾病非常有用的方法就是光動(dòng)力療法。光動(dòng)力療法需要有三個(gè)基本的條件：充足的氧氣，可見光以及光敏劑。這三者符合一定的要求并結(jié)合在一起就能夠形成破壞癌細(xì)胞的致命機(jī)制，這就是光敏化反應(yīng)。光敏劑通過吸收光分子然后進(jìn)行躍遷，到達(dá)激發(fā)態(tài)，通過衰變過程將能量轉(zhuǎn)移到分子的內(nèi)部。光敏化反應(yīng)的主要類型有兩種：第一種是自由離子的光氧化;第二種是單線態(tài)氧的光氧化過程。光敏劑在內(nèi)部轉(zhuǎn)換后通過熒光發(fā)射直接從第一激發(fā)態(tài)躍遷到基態(tài)，或者在躍遷中躍遷至亞穩(wěn)態(tài)三重態(tài)。

光動(dòng)力療法通過三個(gè)不同的過程直接殺死癌細(xì)胞：由光和光敏劑在腫瘤組織中所產(chǎn)生的單線態(tài)氧會(huì)直接殺死癌細(xì)胞;損害腫瘤血管系統(tǒng)會(huì)限制癌細(xì)胞血液的供應(yīng)，這樣腫瘤細(xì)胞中的氧氣和所需要的營養(yǎng)就會(huì)缺乏，從而殺死癌細(xì)胞。然后啟動(dòng)免疫系統(tǒng)，免疫系統(tǒng)在光動(dòng)力療法誘導(dǎo)癌細(xì)胞死亡的過程中起很關(guān)鍵的作用。研究表明，在腫瘤和周圍正常組織直接殺死細(xì)胞之前，會(huì)對(duì)腫瘤的血管系統(tǒng)造成損害。光動(dòng)力療法的主要目標(biāo)是腫瘤的血管系統(tǒng)。

4.2光動(dòng)力療法的臨床應(yīng)用

光動(dòng)力療法現(xiàn)在被廣泛用于治療惡性腫瘤。光的滲透能力是有限的，所以把光動(dòng)力療法應(yīng)用在治療小腫瘤方面非常好。主要的臨床應(yīng)用如下：

（1）皮膚科

在皮膚病方面，由于多數(shù)的皮膚病都是可以看見的，所以開發(fā)用于局部的藥物在光動(dòng)力療法中是很重要的。目前已經(jīng)治療的皮膚癌有基底細(xì)胞癌，鱗狀細(xì)胞癌等，由于δ-氨基乙酰丙酸左果糖酸通常是集中在淺表組織中的，因此它適合于皮膚治療疾病。

（2）子宮癌

子宮癌屬于淺表癌，δ-氨基乙酰丙酸可以被視為一種良好的光敏劑。通過靜脈注射δ-氨基乙酰丙酸已經(jīng)治療了10例轉(zhuǎn)移性淺表癌。2至10周后，全部治愈的有4例，有2例部分被治愈

（3）肺癌

肺癌也可以通過光動(dòng)力療法來治療，而且非常有效。光動(dòng)力療法對(duì)肺癌治療的有效性進(jìn)行了大量研究，并且證明Photofrin在這種療法中是有效的，在眾多研究中得出結(jié)論，治療成功的概率可達(dá)到69%-100%。對(duì)于長(zhǎng)度小于1cm的腫瘤的治愈率是最高的，對(duì)于早期肺癌患者，光動(dòng)力療法提供了延長(zhǎng)壽命和改善生活質(zhì)量的有效途徑。

（4）其他

光動(dòng)力療法同樣能夠用于治療前列腺癌，頭頸部腫瘤以及腦部腫瘤，也能夠用于治療血管疾病，現(xiàn)在用于治療由病毒感染引起的各種疾病。

4.3光動(dòng)力療法治療癌癥的局限性

目前，幾乎所有的學(xué)者都認(rèn)為光動(dòng)力療法現(xiàn)在正處于研究和開發(fā)階段，它對(duì)局部，淺表和早期惡性腫瘤具有很強(qiáng)的殺傷作用，好多文章中已有報(bào)道。但是仍然還有許許多多的問題等待我們?nèi)ソ鉀Q，比如紅色激光的組織穿透力相對(duì)較弱，不能夠到達(dá)較深處的腫瘤，體內(nèi)照射可以通過使用光纖來實(shí)現(xiàn)，再比如光敏劑能夠在皮膚上停留較長(zhǎng)時(shí)間，有些可以停留好幾周，就像血卟啉衍生物Photofrin會(huì)引起長(zhǎng)期的光敏性，會(huì)讓患者感覺到不舒服，并限制了這種方法的廣泛使用。

4.4癌癥的力學(xué)和熱療法

近年來，通過光動(dòng)力作用破壞腫瘤的光動(dòng)力療法（PDT）在高親和力的葉綠素誘導(dǎo)劑（HPD）中激發(fā)紅光（630nm）引起了廣泛關(guān)注。氬彩色激光能夠穿透最深1.5厘米的組織，所以對(duì)于2cm以上的腫脹和疼痛，即使是1.5厘米以下的腫瘤，也不一定獲得治愈效果。

4.5PHD光敏劑的最新研究進(jìn)展

近年來，PDT光敏劑的研究有了很多新進(jìn)展，特別是在靶向藥物遞送功能更強(qiáng)的光敏劑的設(shè)計(jì)和合成以及光敏劑介導(dǎo)的抗癌藥物方面。

（1）PHD作為光敏劑，光敏劑是否可以在癌癥組織中具備高度選擇性是非常重要的。

（2）光敏劑在癌癥組織中具有選擇性聚集的功能，它可以發(fā)揮光動(dòng)力作用，靶向抗癌藥，讓抗癌藥能夠更快到達(dá)癌細(xì)胞組織。

5.結(jié)論

在過去的20年中，用于癌癥光敏劑的光動(dòng)力療法的研究與開發(fā)取得了令人矚目的成就?，F(xiàn)在需要盡快解決的問題是：（1）將具有良好光物理和光化學(xué)特性以及高光動(dòng)力功效新型光敏劑并投入到臨床應(yīng)用中。（2）設(shè)