Journal of Communications Technology and ElectronicsJournal of Communications Technology and ElectronicsРадиотехника и электроника0033-84943034-5901The Russian Academy of Sciences68428410.31857/S0033849424110041HOJMUZArticlesСтатьиResearch ArticleUse of ytterbium porphyrins complexes in cancer theranosticsИспользование иттербиевых комплексов порфиринов в тераностике ракаShilovI. P.ШиловИ. П.
Russian Federation
laserlab@ms.ire.rssi.ruRumyantsevaV. D.РумянцеваВ. Д.
Russian Federation
laserlab@ms.ire.rssi.ruGorshkovaA. S.ГоршковаА. С.
Russian Federation
laserlab@ms.ire.rssi.ruIvanovA. V.ИвановА. В.
Russian Federation
laserlab@ms.ire.rssi.ruFryazino Branch Kotelnikov Institute of Radioengineering and Electronics of RASФрязинский филиал Института радиотехники и электроники им. В. А. Котельникова РАНMIREA – Russian Technological UniversityМИРЭА – Российский технологический университетNational Medical Research Center of Oncology named after N. N. BlokhinНациональный медицинский исследовательский центр онкологии им. Н. Н. Блохина1211202469111067107513062025Copyright ©; 2024, Russian Academy of SciencesCopyright ©; 2024, Российская академия наук2024Russian Academy of SciencesРоссийская академия наукhttps://journals.eco-vector.com/0033-8494/article/view/684284

The principles of new cancer theranostics methods based on nanosized Yb-porphyrins complexes have been developed. The obtained data indicate the promise of using synthesized nanoparticles based on Yb-porphyrins complexes for the development of sensitive luminescent diagnostics and theranostics methods for tumors of visually and endoscopically accessible localization. It is shown that laser photothermolysis at a wavelength of 750...800 nm in combination with near-IR luminescent diagnostics (in the spectral range of 900...1100 nm) is a pioneering development in the medical biophotonics. It is predicted that the synthesized structure of the Lexan-polymer matrix + Yb-porphyrin complex + FeOx can be in demand for the purposes of neoplasms magneto-luminescent theranostics. It has been established that tumors luminescent diagnostics in combination with photodynamic therapy in the porphyrin absorption band (wavelength 635 nm at an optical exposure dose of ~300 J/cm2) using the Fluroscan-type pharmaceutical composition can be used for malignant neoplasms of the skin and mucous membranes.

Разработаны основы новых методик тераностики рака на базе наноразмерных Yb-комплексов порфиринов. Полученные данные свидетельствуют о перспективности применения синтезированных наночастиц на основе Yb-комплексов порфиринов для разработки чувствительных люминесцентных методов диагностики и тераностики опухолей визуально и эндоскопически доступной локализации. Показано, что лазерный фототермолиз на длине волны 750…800 нм в сочетании с ближней ИК-люминесцентной диагностикой (в спектральном диапазоне 900…1100 нм) является пионерской разработкой в области медицинской биофотоники. Предсказано, что синтезированная структура типа лексанполимерная матрица + Yb-порфириновый комплекс + FeOx может быть востребована для целей магнитолюминесцентной тераностики новообразований. Установлено, что люминесцентная диагно-стика опухолей в сочетании с фотодинамической терапией в полосе поглощения порфирина (длина волны 635 нм при оптической экспозиционной дозе ~300 Дж/см2) с использованием фармацевтической композиции типа «Флюроскан» может применяться при злокачественных новообразованиях кожи и слизистых оболочек.

theranosticsphotodynamic therapyytterbium complexes of porphyrinsluminescent diagnosticsmalignant neoplasmsтераностикафотодинамическая терапияиттербиевые комплексы порфириновлюминесцентная диагностиказлокачественные новообразованияМинистерство науки и высшего образования Российской ФедерацииMinistry of Science and Higher Education of the Russian FederationFSFZ-2023-0004Cheng S. H., Lee S. H. Chen M.-C. et al. // J. Mater. Chem. 2010. V. 20. № 29. P. 6149. doi.org/10.1039/c0jm00645aBardhan R., Chen W., Bartels M. et al. // Nano Lett. 2010. V. 10. P. 4920. doi.org/10.1021/nl102889yГоловин Ю. И., Клячко Н. Л., Мажуга А. Г. и др. // Рос. нанотехнологии. 2018. Т. 13. № 5–6. С. 3.Maeda H. // J. Pers. Med. 2021. V. 11. № 3. P. 229. doi.org/10.3390/jpm11030229Ngoune R., Peters A., von Elverfeldt D. et al. // J. Controlled Release. 2016. V. 238. P. 58. doi.org/10.1016/j.jconrel.2016.07.028Nishiyama N., Kataoka K. // Pharmacol. Ther. 2006. V. 112. P. 630.Guan Q., Wang M. // Nano Life. 2021. V. 11. № 4. P. 2141004. doi.org/10.1142/S179398442141004XКокшаровa Ю. А., Губинc С. П., Таранов И.В и др. // РЭ. 2022. Т. 67. № 2. С. 99. doi.org/10.31857/S0033849422020073Khlebtsov B., Panfilova E., Khanadeev V. et al. // ACS Nano. 2011. V. 5. № 9. P. 7077. doi.org/10.1021/nn2017974Ivanov A. V., Rumyantseva V. D., Shchamkhalov K. S., Shilov I. P. // Laser Phys. 2010. V. 20. № 12. P. 2056. doi.org/10.1134/s1054660x10220032Гайнов В. В., Шайдуллин Р. И., Рябушкин О. А. // Квант. электроника. 2011. Т. 41. № 7. С. 637.Шилов И. П., Румянцева В. Д., Иванов А. В. и др. // РЭ. 2023. Т. 68. № 4. С. 399. doi.org/10.31857/S0033849423030130Веснин С. Г. Антенна аппликатор для неинвазивного измерения температуры внутренних тканей биологического объекта. Патент РФ на изобретение № 2306099. Опубл. офиц. бюл. «Изобретение. Полезные модели» № 26 от 20.09.2007 г.Маркушев В. М., Румянцева В. Д., Шилов И. П., Горшкова А. С. // Журн. радиоэлектроники. 2020. № 11. doi.org/10.30898/1684-1719.2020.11.5Ивановская Н. П., Шилов И. П., Иванов А. В. и др. // Рос. нанотехнологии. 2019. Т. 14. № 5–6. С. 87. doi.org/10.21517/1992-7223-2019-5-6-87-95Щелкунова А. Е., Болтухина Е. В., Румянцева В. Д. и др. // Макрогетероциклы. 2019. Т. 12. № 3. doi.org/10.6060/mhc190658sШилов И. П., Кочмарев Л. Ю., Новичихин Е. П. // Мед. техника. 2020. № 6. С. 1.Хлебцов Б. Н., Панфилова Е. В., Ханадеев В. А. и др. // Рос. нанотехнологии. 2011. Т. 6. № 7–8. С. 112.Хлебцов Б. Н., Хлебцов Н. Г., Терентюк Г. С. и др. Композитные наночастицы для фотодинамической диагностики. Патент РФ на изобретение № 2463074. Опубл. офиц. бюл. «Изобретение. Полезные модели» № 28 от 10.10.2012.Ivanovskaya N. P., Shilov I. P., Shchamkhalov K. S. et al. // Macroheterocycles. 2015. V. 8. № 1. P. 50. doi.org/10.6060/mhc140715r