FR2957810A3

FR2957810A3 - Dispositif de therapie photodynamique d'un tissu d'un etre vivant

Info

Publication number: FR2957810A3
Application number: FR1151264A
Authority: FR
Inventors: Abdula Kurkayev
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2010-03-25
Filing date: 2011-02-16
Publication date: 2011-09-30
Anticipated expiration: 2017-02-16
Also published as: US20110238002A1; CH702876A2; ITBO20110016U1; CN202078655U; JP3170313U; GB201100580D0; GB2479030A; DE202010015299U1; FR2957810B3; AT11794U1; RU112631U1

Abstract

L'invention concerne un dispositif de thérapie photodynamique d'un tissu d'un être vivant, le dispositif présentant un système de lumière (I) doté d'une source de lumière (2) sélectionnée dans un ensemble qui contient des sources de lumière de grande puissance et grande plage de longueur d'onde, des LED distinctes, des LED agencées en matrice, des sources de lumière halogène, des diodes laser, des sources de lumière laser, un système (II) qui amène une suspension d'un agent de photosensibilisation et un dispositif (III) qui irradie et administre simultanément ou séparément la suspension d'agent de photosensibilisation, une unité centrale de commande (1) étant prévue, étant reliée au système (II) d'amenée de la suspension d'agent de photosensibilisation et à une commande (3) de la ou des sources de lumière (2) du système de lumière (I) et permettant le fonctionnement simultané ou séparé des deux systèmes (I) et (II).

Description

DESCRIPTION

L'invention concerne un dispositif de thérapie photodynamique d'un tissu d'un être vivant, le dispositif présentant un système d'action par la lumière qui présente au moins une source de lumière sélectionnée dans un ensemble qui contient des sources de lumière de grande puissance et une grande plage de longueur d'onde, des LED distinctes ou isolées, des LED agencées en matrice, des sources de lumière halogène, des diodes laser, des sources de lumière laser, un système d'amenée d'une suspension d'un agent de photosensibilisation et un dispositif qui irradie et administre simultanément ou séparément la suspension d'agent de photosensibilisation.

Le dispositif convient en particulier dans des applications en médecine humaine ou vétérinaire et peut être utilisé en cas de modification maligne des tissus, de défauts esthétiques, de diverses maladies de la peau et des muqueuses ainsi que de lésions et d'ulcères. Dans la thérapie photodynamique, la molécule d'un agent de photosensibilisation est amenée dans un état excité par absorption de quanta lumineux, différentes réactions chimiques pouvant se dérouler à l'état excité. Dans un premier type de réaction, une interaction directe entre la molécule excitée et des molécules du substrat biologique entraîne la formation de radicaux libres. Dans un deuxième type de réaction, une interaction entre l'agent de photosensibilisation excité et une molécule d'oxygène dit triplet (forme habituelle de l'oxygène dans les cellules des tissus) catalyse la production d'oxygène singulet. L'oxygène singulet présente un énorme potentiel d'oxydation, plus élevé que le potentiel de l'ozone. Dans les deux cas de réaction, les produits formés par la réaction photochimique déclenchent un effet d'inhibition des cellules attaquées de l'être vivant et provoquent ainsi leur destruction (Prof Dr. Tamas Vidoczi, Differenzierung der photodynamischer Einwirkung, Magyar Kémiai Folyôirta, n°113, 2007, pages 44 à 48). Un procédé de thérapie photodynamique, par exemple pour traiter des ulcères superficiels de la muqueuse orale, est connu. On y applique préalablement un agent de photosensibilisation approprié, qui contient de l'acide 5-aminolévulinique (Department of pathology, Norwegian Radium Hospital, University of Oslo, 1997, 15 janvier, 79(12), 2282-308). -2- Un dispositif de thérapie photodynamique a également été divulgué par RU 2 221 605 déposé le 20.01.2004. Ce dispositif est utilisé pour la thérapie d'ulcères malins en recourant à des agents de photosensibilisation qui contiennent des agents tumorotropes. Dans la pratique courante, on administre d'abord au patient un agent de photosensibilisation approprié et on attend ensuite pendant une durée définie jusqu'à ce que la concentration de l'agent de photosensibilisation dans la zone cible à traiter ait atteint une valeur prédéterminée, pour enfin irradier la zone visée par de la lumière. Les molécules d'agent de photosensibilisation qui se sont déposées dans le tissu de la zone cible absorbent le rayonnement lumineux et déclenchent ainsi une luminescence et des réactions photochimiques qui détruisent les parties attaquées du tissu. Le dispositif présente un module de dosage et de diagnostic qui est constitué d'un bloc de détermination de la topologie pathologique, d'une mémoire d'images, d'une topologie d'action, d'un affichage de données de topologie pathologique et de la topologie d'action ainsi que d'un module lumineux. Le module lumineux contient les sources de lumière laser, une commande temporelle et une optique qui permet de transmettre les rayons lumineux dans la zone cible à traiter. Le module de dosage et de diagnostic sert à sélectionner le mode d'irradiation et à commander le module de diagnostic. Le bloc de détermination de la topologie pathologique présente une caméra vidéo à haute sensibilité qui dispose d'une optique sélective dotée d'une fenêtre spectrale transparente dans la plage de luminescence de l'agent de photosensibilisation. Le plus grand effet de l'action photodynamique est alors atteint lorsque la plage de longueur d'onde de la lumière émise correspond au maximum d'absorption spectrale de l'agent de photosensibilisation. Un autre dispositif d'activation d'agents PDT est divulgué par le document RU 2 371 216 déposé le 27.10.2009. Le dispositif présente un récipient de conservation d'agents PDT, une optique reliée à la source de lumière étant disposée sur l'une des parois du récipient. Le récipient dispose d'un couvercle doté d'un commutateur, de sorte que lorsque le couvercle est ouvert, le circuit de courant est fermé et les sources de lumière sont activées. Avant d'être administrée dans la zone cible, la solution de PDT (agent photoactif) est irradiée directement par de la lumière au moyen d'un dispositif approprié. Ainsi, la solution de PDT est activée et la solution passe de l'état photoactif à l'état photoactivé et déploie de nouvelles -3- propriétés bioactives utiles. Ensuite, la solution de PDT photoactivée est appliquée sur la zone cible où elle exerce son effet thérapeutique et/ou cosmétique. La solution photoactive de PDT est commercialisée sous différentes formes : solution véritable, solution colloïdale ou solution de micelles, Gel, crèmes, systèmes mono ou polydispersés, émulsions, systèmes vésiculaires ou liposomaux, etc. Le procédé connu vise le traitement à l'aide d'une solution déjà photoactivée et à l'état bioactif. Le dispositif est configuré de manière à servir de récipient de conservation de la solution photoactive de PDT et en même temps de dispositif de photoactivation de la solution de PDT par irradiation par de la lumière. Dans ce but, la source de lumière est couplée directement au récipient utilisé pour conserver la solution photoactive. Le dispositif contient en outre un module électrique qui commande la source de lumière. Le dispositif produit le rayonnement lumineux servant à photoactiver les agents PDT, de telle sorte qu'une action uniforme du rayonnement lumineux sur la solution photoactive ait lieu dans une partie appropriée du récipient, directement avant son application sur la zone cible. Comme source de lumière, on peut utiliser des sources de lumière non cohérentes, cohérentes, monochromatiques ou non monochromatiques, constantes ou à impulsions, dans la plage des UV (de 280 nm jusqu'à la frontière de la plage visible), dans la plage visible et dans la plage IR (respectivement de 840 nm à 1100 nm et de 7000 nm à 14 000 nm). La sélection des sources de lumière et des modes d'action de la lumière dépend de la nature de la solution de PDT utilisée. Avant l'opération de photoactivation, la solution de PDT est placée dans une partie du récipient, c'est-à-dire à l'extérieur de la zone cible à traiter de l'être vivant; de ce fait, toute action du tissu sur le processus de photoactivation est exclue. Cela permet d'augmenter l'efficacité du procédé et ouvre une nouvelle possibilité d'utiliser comme solutions de PDT des substances qui ne seraient pas activées dans le tissu.

La lumière photoactive active non seulement les composants photoactifs de la solution de PDT qui sont ainsi convertis en substances à action thérapeutique ou cosmétique, mais également des composants auxiliaires de la solution, par exemple des substances et/ou des structures servant d'agent de transport pour transporter la solution profondément dans le tissu à travers la surface frontière du tissu (par exemple un transport transdermique). -4- Un désavantage du procédé connu est que l'activation de la solution de PDT doit s'effectuer à l'extérieur du tissu de l'être vivant, ce qui réduit son effet utile sur le tissu. L'efficacité de la thérapie photodynamique dépend de la simultanéité de l'administration de l'agent de photosensibilisation et de l'effet du rayonnement laser. En effet, la durée de vie de l'oxygène singulet est limitée à seulement quelques millisecondes. Un dispositif laser désigné schali-las et dans lequel un canal optique (rayonnement lumineux) et un canal à liquide (apport de la solution de PDT) sont combinés est connu (voir Nanotechnologien für die Medizin, A. Kurkayev, Budapest 2008, page 75). Le dispositif présente un corps en forme de Y dont un bras sert à reprendre un agent de photosensibilisation qui s'écoule dans le canal principal du corps en forme de Y et dont l'autre bras sert à conduire dans le canal principal du corps en forme de Y de la lumière provenant d'une source laser, de préférence en recourant à un conducteur de lumière approprié. Le volume d'agent de photosensibilisation en écoulement est sélectionné selon l'intensité de la lumière qui est apportée au moyen du conducteur de lumière approprié dans le canal principal du corps en forme de Y. Le dispositif présente en outre un cathéter, une aiguille d'injection ou un pulvérisateur, selon le type d'administration de l'agent de photosensibilisation dans la zone cible. Le mode de réalisation du procédé prévoit d'ajouter l'agent de photosensibilisation dans la zone cible et en même temps de l'activer, l'agent de photosensibilisation sous forme liquide jouant le rôle d'un conducteur optique pour le rayonnement lumineux. Pour l'agent de photosensibilisation, on sélectionne des nanoparticules de minéraux hétérocristallins. Les exemples de réalisation préférés de ces minéraux sont le rutile, le sphène (titanite), la loparite, la perovskite, l'anatase, l'ilménite, le leukoxène, la ferrite, la bérite, l'argyrite, le graphite et le silicone. Des nanoparticules de ces minéraux contiennent des oxydes de silicium, de titane ou de fer. Les nanoparticules de l'exemple de réalisation sont utilisées sous la forme d'une suspension transparente qui joue le rôle d'un conducteur lumineux dans le procédé (EP 1 779 855, déposé le 28.10.2005). La firme Schali AG a développé une série de médicaments qui présentent la forme de nanosuspensions stabilisées de dioxyde de silicium et de dioxyde de titane. La nanosuspension est une suspension aqueuse stable des dioxydes que l'on vient de citer. Ces médicaments sont des -5- produits naturels. A tous les stades du traitement de la matière première minérale, on utilise des technologies mécaniques et électrothermiques qui conservent la structure nanocristalline initiale naturelle et les propriétés de la matière première minérale (Schali AG, Mauren, FL).

L'utilisation du dispositif schali-las impose cependant un haut niveau de qualification du médecin traitant, un contrôle permanent et en tout cas une correction du mode d'amenée de l'agent de photosensibilisation ainsi qu'une commande manuelle du faisceau laser. Le problème à la base de la présente invention consiste à proposer un dispositif tel que celui cité au début, pour la thérapie photodynamique du tissu d'un être vivant, qui garantit l'activation de la suspension en écoulement d'un agent de photosensibilisation par un rayonnement lumineux dans chaque mode, également en mode pulsé, pendant l'administration de la suspension dans le tissu d'un être vivant.

Ce problème est résolu avec un dispositif tel que celui cité au début, qui prévoit un dispositif central ou unité de commande qui est relié au système d'amenée de la suspension d'agent de photosensibilisation et à une commande de la ou des sources de lumière du système lumineux et qui permet de faire fonctionner les deux systèmes aussi bien simultanément que de manière autonome. L'invention est basée sur la découverte que l'efficacité de la thérapie photodynamique sur le tissu d'un être vivant est accrue par contrôle permanent du procédé à l'aide d'une commande automatique commune de paramètres de la source de lumière et de paramètres de l'apport de la suspension d'agent de photosensibilisation.

L'agent de photosensibilisation activé par la lumière au moment de son administration est apporté selon l'application dans des cavités naturelles du corps de l'être vivant ou dans des organes situés dans les tissus présents en dessous de la peau. Pour l'irradiation par la lumière, la source de lumière utilisée pour émettre un rayonnement lumineux, sélectionnée dans un ensemble qui contient des sources de lumière de grande puissance et grande plage de longueurs d'ondes, des LED isolées, des LED agencées en matrice, des sources de lumière halogène, des diodes laser, des sources de lumière laser, sera configurée à une puissance de rayonnement lumineux < 20 W et une longueur d'onde comprise dans la plage de 380 nm à 1500 nm. Les sources de lumière peuvent être modulées à des fréquences de 0 à 10 kHz et lorsqu'elles travaillent en mode pulsé, la valeur de crête de la puissance -6- étant comprise entre 1 W et 10 kW, la modulation de fréquence en mode pulsé étant de préférence comprise entre 0 et 10 kHz et la longueur des impulsions étant comprise entre 100 ns et 10 ms selon les besoins d'activation. Le système d'apport d'une suspension d'agent de photosensibilisation présente de préférence une pompe de perfusion qui est configurée pour transporter la suspension d'agent de photosensibilisation à un débit de 100 ml à 2000 ml par heure. Le volume et la vitesse de l'agent de photosensibilisation et l'intensité de la lumière apportée peuvent être réglés indépendamment l'un de l'autre. Cela augmente considérablement l'efficacité de l'action de l'agent de photosensibilisation sur le tissu. Pour administrer la suspension d'agent de photosensibilisation dans des tissus situés profondément à l'intérieur de l'être vivant, le dispositif d'irradiation et d'administration simultanées de la suspension d'agent de photosensibilisation présente de préférence une aiguille d'injection.

Pour administrer la suspension d'agent de photosensibilisation dans des cavités naturelles de l'être vivant, le dispositif d'irradiation et d'administration simultanées de la suspension d'agent de photosensibilisation peut également présenter une canule. La suspension d'agent de photosensibilisation contient de préférence des nanoparticules d'oxydes métalliques et/ou de minéraux hétérocristallins à oxydes de silicium. Les formes actives de l'oxygène sont produites immédiatement à l'instant de l'administration de la suspension dans la zone cible. Par addition précise d'agent de photosensibilisation et irradiation simultanées de ce dernier par de la lumière, le tissu qui ne doit pas être traité n'est ni endommagé ni sollicité. Le dispositif peut être utilisé pour traiter des ulcères, des tumeurs malignes ou également en thérapie esthétique. Le dispositif d'irradiation et d'administration simultanées d'une suspension d'agent de photosensibilisation présente un corps essentiellement en forme de Y dont les deux bras débouchent dans un conduit commun, l'un des bras étant couplé au système d'apport d'une suspension d'agent de photosensibilisation et l'autre bras étant couplé au système de lumière. L'un des bras du corps en forme de Y sera de préférence relié à 35 la pompe de perfusion du système d'apport ou d'amenée de la suspension d'agent de photosensibilisation. -7- L'autre bras du corps en forme de Y sera de préférence couplé au système de lumière par l'intermédiaire d'un conducteur de lumière. La présente invention va maintenant être décrite plus en détail à l'aide de la figure annexée qui représente dans un organigramme schématique un mode de réalisation d'un dispositif de thérapie photo dynamique. Le dispositif comprend un système de lumière I, un système II d'amenée d'une suspension d'agent de photosensibilisation et un dispositif III d'irradiation et d'administration simultanées de la suspension d'agent de photosensibilisation. Le système laser I comprend au moins une source de lumière 2 qui est configurée pour émettre de la lumière d'une longueur d'onde définie. La source de lumière 2 envoie la lumière par l'intermédiaire d'une optique 6 appropriée dans un conducteur de lumière 13 jusqu'au dispositif III d'irradiation et d'administration simultanées de la suspension d'agent de photosensibilisation. Par l'optique 6, le faisceau de la source 2 de lumière est concentré de manière appropriée au diamètre du conducteur de lumière 13 qui est par exemple de 600 µm. Une alimentation en tension 7 alimente la ou les sources de lumière 2 et leur commande 3 en énergie électrique de forme appropriée. Une commande 3 est d'une part reliée à la commande centrale 1 du système de lumière I et est également alimentée en données par l'alimentation en tension 7 de la source de lumière 2. La commande 3 de la ou des sources de lumière 2 est également reliée à une installation de refroidissement 4 de la ou des sources de lumière 2. L'installation de refroidissement 4 peut présenter un élément Peltier et des ventilateurs. La commande 3 est en outre reliée à un détecteur de contrôle 5 des fibres optiques qui vérifie et ajuste la tension de travail et qui saisit les valeurs du faisceau lumineux concentré par l'optique 6. Le dispositif central de commande 1 du système lumineux I est relié à un raccordement 11 au réseau et à un dispositif d'introduction 12 qui permet d'introduire les paramètres de travail et de fonctionnement. Le système de lumière I est couplé au système II d'amenée de la suspension d'agent de photosensibilisation par des conducteurs de données appropriés. Le système II d'amenée de la suspension d'agent de photosensibilisation présente une commande 9 reliée à un élément 10 de raccordement au réseau. La commande 9 est reliée à une pompe de perfusion 8 qui permet de délivrer le débit souhaité de suspension d'agent -8- de photosensibilisation au dispositif III d'irradiation et d'administration simultanées de suspension. Le dispositif III d'irradiation et d'administration simultanées de suspension d'agent de photosensibilisation est constitué d'un corps essentiellement en forme de Y et qui présente deux bras 14, 15 qui débouchent dans un conduit commun. L'un des bras 14 est couplé au système II d'amenée d'une suspension d'agent de photosensibilisation et en particulier à la pompe de perfusion 8. L'autre bras 15 du corps en forme de Y est couplé au système de lumière I par le conducteur de lumière 13. Le conduit commun du dispositif III débouche dans une aiguille d'injection 16 qui administre la suspension dans des tissus profonds ou dans une canule appropriée qui administre la suspension dans des cavités naturelles de l'être vivant. Le présent dispositif de thérapie photodynamique est commandé à l'aide d'un dispositif central de commande 1 selon les paramètres introduits par l'intermédiaire du dispositif d'introduction 12, par exemple un écran tactile. Le dispositif central de commande 1 est relié à la commande 9 du système II d'amenée d'une suspension et à la commande 3 des sources de lumière 2. Le dispositif selon l'invention permet de traiter de manière optimale un tissu à l'aide d'un agent de photosensibilisation activé et permet également un fonctionnement séparé des deux systèmes, à savoir le système I d'irradiation de la lumière optique et le système II d'amenée d'une suspension. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisations décrits et représentés au dessin annexé. Des modifications restent possibles, notamment du point de vue de la constitution des divers éléments ou par substitution d'équivalents techniques, sans sortir pour autant du domaine de protection de l'invention.

Claims

REVENDICATIONS1. Dispositif de thérapie photodynamique d'un tissu d'un être vivant, le dispositif présentant un système de lumière (I) doté d'une source de lumière (2) sélectionnée dans un ensemble qui contient des sources de lumière de grande puissance et grande plage de longueur d'onde, des LED distinctes ou isolées, des LED agencées en matrice, des sources de lumière halogène, des diodes laser, des sources de lumière laser, un système (II) qui amène une suspension d'un agent de photosensibilisation et un dispositif (III) qui irradie et administre simultanément ou séparément la suspension d'agent de photosensibilisation, caractérisé en ce que le dispositif présente une unité centrale de commande (1) qui est reliée au système (II) d'amenée de la suspension d'agent de photosensibilisation et à une commande (3) de la ou des sources de lumière (2) du système de lumière (I).
2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la ou les sources de lumière (2) sont configurées pour émettre un rayonnement lumineux d'une puissance inférieure à 20 W et dont la longueur d'onde est comprise dans la plage de 380 nm à 1500 nm.
3. Dispositif selon les revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que le système (II) d'amenée d'une suspension d'agent de photosensibilisation présente une pompe de perfusion (8) qui est configurée pour transporter la suspension d'agent de photosensibilisation à un débit de 100 ml à 2000 ml par heure.
4. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le dispositif (III) d'irradiation et d'administration simultanées de la suspension d'agent de photosensibilisation présente une aiguille d'injection (16) qui administre la suspension d'agent de photosensibilisation dans un tissu profond d'un être vivant.
5. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le dispositif (III) d'irradiation et d'administration simultanées de la suspension d'agent de photosensibilisation présente une canule d'administration de la suspension d'agent de photosensibilisation dans les cavités naturelles de l'être vivant.
6. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la suspension d'agent de photosensibilisation contient des- 10 - nanoparticules d'oxydes métalliques et/ou d'oxydes de silicium de minéraux hétérocristallins.
7. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le dispositif (III) d'irradiation et d'administration simultanées ou séparées de suspension de l'agent de photosensibilisation présente un corps essentiellement en forme de Y qui présente deux bras (14, 15) qui débouchent dans un conduit commun, l'un des bras (14) étant couplé au système (II) d'amenée d'une suspension d'agent de photosensibilisation et l'autre bras (15) étant couplé au système de lumière (I).
8. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que l'un des bras (14) du corps en forme de Y est relié à la pompe de perfusion (8) du système (II) d'amenée de la suspension d'agent de photosensibilisation.
9. Dispositif selon les revendications 7 ou 8, caractérisé en ce que l'autre bras (15) du corps en forme de Y est couplé au système de lumière (I) par l'intermédiaire d'un conducteur de lumière (13).