Перспективы использования охлаждающих термоэлектрических устройств для лечения радиоиндуцированного орофарингеального синдрома

Цель. Целью исследования является разработка охлаждающего термоэлектрического устройства (ТЭУ) для лечения радиоиндуцированного орофарингеального синдрома путем локальной гипотермии.

Метод. Исследование основано на методах термодинамического анализа, натурного и вычислительного моделирования объектов криогенной техники с целью обспечения надежности, экологичности, бесшумности, функциональности и компактности.

Результат. Разработано ТЭУ, в состав которого помимо источника холода в виде стандартных термоэлектрических модулей (ТЭМ), входят мундштук, транспортная система и система для отвода тепла от горячих спаев ТЭМ. На основе расчетов в программном комплексе определен тип ТЭМ, используемый в ТЭУ. Получены зависимости, описывающие основные характеристики ТЭУ и ТЭМ, входящих в его состав. Построены графики зависимости: изменение холодопроизводительности ТЭМ, холодильного коэффициента, напряжения питания от перепада температур между спаями термоэлементов для различных значений силы тока питания; зависимость напряжения на ТЭМ от величины тока питания при различных значениях перепада температур между спаями термоэлементов, а также зависимость холодильного коэффициента ТЭМ от тока питания. Графики представлены при температуре 47°С горячих спаев термоэлементов, входящих в ТЭМ.

Вывод. Определены параметры ТЭУ: количество ТЭМ типа DRIFT-1,2 – 2 шт., рабочий диапазон холодопроизводительностей единичного ТЭМ - от 37 до 70 Вт при среднем перепаде температур между спаями 35 К, ток питания - от 4,8 до 8,2 А при потребляемой мощности от 90 до 300 Вт, холодильный коэффициент - от 0,2 до 0,6.

1. Легеза В.И., Драчев И.С., Чепур С.В. Осложнения лучевой противоопухолевой терапии. Санкт-Петербург: СпецЛит, 2022. - 207 с

2. Элтинг Л.С., Киф Д.М., Сонис С.Т., [и др.] Измерения орального мукозита, сообщаемые пациентами, у пациентов с раком головы и шеи, получавших лучевую терапию с химиотерапией или без нее // Рак. - 2008 - Том 113 (10). – С. 2704-2713.

3. Тротти А., Беллм Л.А., Эпштейн Б., [и др.]. Частота, тяжесть и связанные с мукозитом исходы у пациентов с раком головы и шеи, получающих лучевую терапию с химиотерапией или без нее: систематический обзор литературы // Радиотерапия и онкология. - 2003. - Том 66 (3). - С. 253-262.

4. Ши А., Миасковски К., Додд М.Дж., [и др.]. Механизмы радиационно-индуцированного орального мукозита и его последствия //Онкологическая сестринская помощь. - 2003. - Том 26 (3). - С. 222-229.

5. Сонис С.Т. Оральный мукозит при раке головы и шеи: риск, биология и лечение // Учебное пособие Американского общества клинической онкологии. - 2013. - Том 33. - С. 236-240.

6. Лалла Р.В., Сонис С.Т., Петерсон Д.Е. Лечение орального мукозита у пациентов с раком // Стоматологические клиники Северной Америки. - 2008. - Том 52 (1). - С. 61-77.

7. Цан Д.-Л., Лин Ч.-Ю., Кан Ч., [и др.]. Сравнение еженедельного и трехнедельного применения цисплатина одновременно с лучевой терапией у пациентов с послеоперационным плоскоклеточным раком полости рта высокого риска // Радиотерапия и онкология. - 2012. - Том 7. - С. 1-8.

8. Musio D., De Felice F., Bulzonetti N., Tombolini V. Цетуксимаб и мукозит полости рта: отличается ли он от мукозита полости рта, вызванного другими препаратами? // Отоларингология. - 2013. - Том 3 (4). - С. 147-150.

9. Walsh L., Gillham C., Dunne M. [и др.]. Токсичность цетуксимаба по сравнению с цисплатином при одновременном применении с лучевой терапией при местнораспространенном плоскоклеточном раке головы и шеи (LAHNSCC) // Радиотерапия и онкология. - 2011. - Том. 98 (1). - С. 38-41.

10. Лалла Р.В., Боуэн Дж., Бараш А., [и др.]. Клинические рекомендации MASCC/ISOO по лечению мукозита, вторичного по отношению к противораковой терапии // Рак. - 2014. - Том 120 (10). - С. 1453-1461.

11. Хаддад Р., Сонис С., Познер М., [и др.]. Рандомизированное исследование фазы 2 сопутствующей химиолучевой терапии с использованием еженедельного карбоплатина/паклитаксела с ежедневным подкожным введением амифостина или без него у пациентов с местнораспространенным раком головы и шеи // Рак. - 2009. - Том 115 (19). - С. 4514-4523.

12. Меировиц А., Кутен М., Биллан С., [и др.]. Уровни цитокинов, тяжесть острого мукозита и необходимость установки ПЭГ-трубки во время химиолучевой терапии рака головы и шеи — проспективное пилотное исследование // Радиотерапия в онкологии. — 2010. — Том 5. — С. 1-7.

13. Ксантинаки А., Николату-Галитис О., Атанассиаду П., [и др.]. Апоптотические и воспалительные маркеры при оральном мукозите у пациентов с раком головы и шеи, получающих лучевую терапию: предварительный отчет // Поддерживающая терапия при раке. — 2008. — Том 16 (9). — С. 1025-1033.

14. Джава Валладбеги, Роджер Хенрикссон, Бьорн Тавелин и др. Эффективность нового устройства для криопрофилактики орального мукозита: рандомизированное, слепое, многоцентровое, параллельное исследование 3-й фазы // Трансплантация костного мозга. - 2022. - Т. 57. - С. 191-197.

15. Ху Б., Ши Х.-Л., Чен З.-Г., Цзоу Дж. Термоэлектрические устройства для медицинских применений: прогресс, проблемы и перспективы // Журнал химической инженерии. - 2022. - Т. 437. - С. 135268.

16. Исмаилов Т.А., Евдулов О.В., Магомедова С.Г., Набиев Н.А. Модель термоэлектрического устройства для тепловой терапии рефлексогенных зон//Биомедицинская инженерия. - 2020 - Т. 54. - С. 56-59.

17. Евдулов О.В., Магомедова С.Г. Термоэлектрическая система для лечения пародонтальных заболеваний методом локальной гипотермии / Биомедицинская инженерия. - 2023. Т. 57. - С. 5-8.

18. Заферани С.Х., Гомашчи Р., Сэмс М.В., Чен З.-Г. Термоэлектрические охладители как системы терморегулирования для медицинского применения: проектирование, оптимизация и совершенствование // Наноэнергетика. - 2021. - Т. 90. - С. 106572.

19. Ассыльбекова Л., Алдияров Н., Евдулов О., Кулдеев Н. Математическое моделирование термофизических процессов в термоэлектрическом устройстве для охлаждения мозга // Бионанонаука. - 2024. - Т. 14. - С. 1428-1441. 20. http://www.kryotherm.ru (дата доступа 01.10.2025).