Ученые Научно-технологического парка биомедицины Сеченовского Университета создали прототип прибора для фотобиомодуляции – низкоинтенсивного светодиодного воздействия. Его будут применять для быстрого заживления ран и ожогов, уменьшения воспаления и облегчения острой и хронической боли. В отличие от западных аналогов российский фотобиомодулятор обладает комбинированными свойствами: он не только ускоряет регенеративные процессы в тканях, но и оказывает антибактериальный эффект. Прибор разработан в рамках программы стратегического академического лидерства «Приоритет 2030».

Разработанный в Сеченовском Университете прототип фотобиомодулятора состоит из настольного блока и осветителя. Настольный блок оборудован экраном, который отображает настройки и текущее состояние устройства. Он также содержит три источника излучения: один в видимой и два в инфракрасной областях спектра.

«Излучение передается в осветитель по оптоволоконному кабелю, – объяснил сотрудник лаборатории клинической биофотоники Научно-технологического парка биомедицины Владимир Петров. – Это позволило сделать осветитель достаточно легким и компактным. Программное обеспечение прототипа позволяет независимо включать и отключать источники, а также изменять интенсивность облучения каждого источника».

Регенерация тканей при воздействии прибором достигается благодаря поглощению света ферментом цитохром-с-оксидазой и запуску каскада биохимических реакций. Лазерное облучение способствует синтезу молекул АТФ в митохондриях – основного внутриклеточного аккумулятора энергии – и влияет на обмен кальция через клеточную мембрану. Эти изменения увеличивают синтез ДНК и РНК и регуляторных белков клеточного цикла, что стимулирует пролиферацию клеток и восстановление тканей во время заживления ран.

Антибактериальный эффект при использовании устройства достигается с помощью поглощения света поверхностными слоями кожи и гибели патогенных бактерий. Под воздействием света ближнего инфракрасного диапазона разрываются водородные связи в молекулах белков и нуклеиновых кислот. В результате бактерия теряет активность и способность к размножению.

Отечественный фотобиомодулятор будут применять для восстановления кожи и слизистых после ожогов и травм, в том числе в ушных раковинах и ротовой полости. Для этого ученые разработали несколько насадок к прибору разного диаметра – для разных зон повреждения. В перспективе его могут использовать и для лечения пациентов с заболеваниями суставов, например остеоартритом.

«Наш аппарат мы планируем применять и в ветеринарии, например для лечения животных на сельхозпредприятиях, – рассказала заведующая лабораторией регенеративной ветеринарии Научно-технологического парка биомедицины Яна Христидис. – Фотобиомодуляция – безболезненный и безопасный способ лечения, который не вызывает стресса у животных. К тому же в отличие от традиционного медикаментозного лечения у фотобиомодуляционной терапии меньше побочных эффектов, и она применяется для лечения широкого спектра заболеваний, в особенности бактериальных инфекций».

Сейчас ученые готовятся испытать прототип прибора на лабораторных крысах и формируют протокол эксперимента. Животным смоделируют ожоговые травмы, а затем будут воздействовать на поврежденную кожу фотобиомодулятором. Цель эксперимента — оценить регенеративный эффект низкоинтенсивного излучения, проанализировать влияние света красного и инфракрасного спектров на заживление ран, а также выявить зависимость скорости регенерации тканей от длины волны излучения и времени экспозиции. К участию в исследовании планируют привлечь и студентов.

«В эксперименте будут участвовать 5 групп животных, – рассказала студентка 3-го курса специалитета «Медицинская биофизика» Виолетта Пискунова. – Контрольная группа лабораторных крыс не будет получать лечение, а экспериментальные группы подвергнутся воздействию излучения с разными длинами волн и временем экспозиции для сравнения скорости заживления тканей. Ожоговые травмы у всех животных будут одинаковыми. Это позволит достичь точности результатов эксперимента».

После эксперимента исследователи проанализируют результат и определят, как улучшить функционал аппарата, чтобы он оказывал максимальный эффект. После прохождения всех технических испытаний фотобиомодулятор будут применять в клинической практике. Ориентировочно – в 2025 году.