Индоцианин зеленый - Indocyanine green

Индоцианин зеленый[1]
Индоцианин зеленый.png
Имена
Название ИЮПАК
натрий 4- [2 - [(1E,3E,5E,7Z) -7- [1,1-диметил-3- (4-сульфонатобутил) бензо [е] индол-2-илиден] гепта-1,3,5-триенил] -1,1-диметилбензо [е] индол-3-иум-3-ил] бутан-1-сульфонат
Другие имена
Кардиогрин; Foxgreen; Кардио-зеленый; Фокс Грин; IC Green
Идентификаторы
3D модель (JSmol )
ЧЭБИ
ЧЭМБЛ
ChemSpider
ECHA InfoCard100.020.683 Отредактируйте это в Викиданных
UNII
Характеристики
C43ЧАС47N2NaO6S2
Молярная масса774,96 г / моль
Опасности
Главный опасностиСи
R-фразы (устарело)R36 / 37/38
S-фразы (устарело)S26 S36
Фармакология
V04CX01 (ВОЗ)
Если не указано иное, данные для материалов приводятся в их стандартное состояние (при 25 ° C [77 ° F], 100 кПа).
проверитьY проверять (что проверитьY☒N ?)
Ссылки на инфобоксы

Индоцианин зеленый (ICG) это цианин краситель используется в медицинской диагностике. Он используется для определения сердечного выброса, функции печени, кровотока в печени и желудке, а также для офтальмологической ангиографии.[2] Он имеет пик спектрального поглощения около 800 нм.[3] Эти инфракрасный частоты проникают в слои сетчатки, позволяя ангиографии ICG отображать более глубокие паттерны кровообращения, чем флюоресцентная ангиография.[4] ICG тесно связана с белки плазмы и становится ограниченным сосудистой системой.[2] ICG имеет период полураспада от 150 до 180 секунд и выводится из обращения исключительно печенью в желчный сок.[2]

ICG - это флуоресцентный краситель который используется в медицине в качестве индикаторного вещества (например, для фотометрической диагностики функции печени и флуоресцентной ангиографии) при сердечных, сердечно-сосудистых, печеночных и офтальмологических заболеваниях.[5] Он вводится внутривенно и, в зависимости от работы печени, выводится из организма с периодом полувыведения примерно от 3 до 4 минут.[6] Натриевая соль ICG обычно доступна в виде порошка и может быть растворена в различных растворителях; 5% (<5% в зависимости от партии) йодид натрия обычно добавляют для обеспечения лучшей растворимости.[7] Стерильный лиофилизат раствора вода-ICG одобрен во многих европейских странах и США под названиями ICG-Pulsion и IC-Green в качестве диагностического средства для внутривенного применения.

История

ICG был разработан во время Второй мировой войны как краситель в фотографии и испытан в 1957 году в клинике Мэйо для использования в медицине И.Дж. Лиса. После получения одобрения FDA в 1959 году, ICG первоначально использовалась в основном для диагностики функции печени, а затем в кардиологии. В 1964 году S. Schilling смог определить почечный кровоток с помощью ICG. С 1969 года ICG также использовалась для исследования и диагностики субретинальных процессов в глазу (в сосудистой оболочке глаза). За годы, прошедшие с 1980 года, разработка новых типов фотоаппаратов и лучшего пленочного материала или новых фотометрических измерительных устройств устранила многие технические трудности. Между тем, использование ICG в медицине (и особенно во флуоресцентной ангиографии в офтальмологии) стало стандартом. Поэтому при описании флуоресцентной ангиографии также проводится различие между флуоресцентной ангиографией NA и флуоресцентной ангиографией ICGA / ICG. В настоящее время по всему миру опубликовано около 3000 научных работ по ICG.[8]

Оптические свойства

Спектр поглощения и флуоресценции ICG находится в ближней инфракрасной области. Оба во многом зависят от используемого растворителя и концентрации.[9] ICG поглощает в основном между 600 и 900 нм и излучает флуоресценцию в диапазоне от 750 до 950 нм. Большое перекрытие спектров поглощения и флуоресценции приводит к заметному реабсорбции флуоресценции самой ICG. Спектр флуоресценции очень широкий. Его максимальные значения составляют прибл. 810 нм в воде и прибл. 830 нм в крови. Для медицинских применений, основанных на абсорбции, максимальное всасывание прибл. 800 нм (в плазме крови при низких концентрациях) имеет важное значение. В сочетании с детектированием флуоресценции используются лазеры с длиной волны около 780 нм. На этой длине волны все еще возможно обнаруживать флуоресценцию ICG, отфильтровывая рассеянный свет от луча возбуждения.[10]

Токсичность и побочные эффекты

ICG метаболизируется микросомально в печени и выводится только через печень и желчные протоки; поскольку он не всасывается слизистой оболочкой кишечника, токсичность можно классифицировать как низкую. Прием во время беременности сопряжен с рисками. С сентября 2007 года известно, что ICG разлагается на токсичные отходы под воздействием ультрафиолетового света, образуя ряд до сих пор неизвестных веществ. Однако исследование, опубликованное в феврале 2008 года, показывает, что ICG (вещество без УФ-эффекта), как таковое, по сути, имеет лишь незначительную токсичность. Внутривенный LD50 значения, измеренные у животных, составляют 60 мг / кг у мышей.[11] и 87 мг / кг у крыс. Иногда - в одном из 42 000 случаев - у людей возникают легкие побочные эффекты, такие как боль в горле и приливы. Такие эффекты как анафилактический шок, гипотония, тахикардия, одышка и крапивница только в отдельных случаях; риск серьезных побочных эффектов повышается у пациентов с хронической почечной недостаточностью.[12] Частота легких, умеренных и тяжелых побочных эффектов составила всего 0,15%, 0,2% и 0,05%; коэффициент смертности - 1: 333 333. Для вещества конкурента флуоресцеин, доля людей с побочными эффектами составляет 4,8%, а уровень смертности составляет 1: 222 222.

Использует

Использование в офтальмологии

Ангиография с индоцианином зеленым

Основная статья: Ангиография с индоцианином зеленым

Поскольку препарат содержит йодид натрия, необходимо провести тест на непереносимость йода. Поскольку добавлено около 5% йодида, содержание йода в ампуле 25 мг составляет 0,93 мг. Для сравнения: препараты для КТ костного мозга (140 мл) содержат 300 мг / мл, а для коронографической ангиографии (200 мл) - 350 мг / мл йода. ICG обладает способностью связывать 98% с белками плазмы - 80% с глобулинами и 20% с альфа-липопротеинами и альбумином.[6] - и таким образом, по сравнению с флуоресцеином в качестве маркера, имеет меньшую утечку (более медленное выход красителя из сосудов, экстравазально).[13] Из-за связывания с белками плазмы ICG остается в сосудах до 20–30 минут (интравазально). Таким образом, когда глаз исследуется, он остается в течение длительного времени в тканях с повышенным кровотоком, таких как сосудистая оболочка и кровеносные сосуды сетчатки.[6]

Капсулорексис

Капсулорексис это метод, используемый для удаления капсула хрусталика в течение операция по удалению катаракты. Для окрашивания капсулы хрусталика во время операции по удалению катаракты используются различные красители. В 1998 году Horiguchi et al. впервые описал использование индоцианинового зеленого красителя (0,5%) для окрашивания капсул при хирургии катаракты.[14] Передний и задний капсулорексис с усилением ИКГ полезен при хирургии катаракты у детей.[15] Его также можно использовать при катаракте у взрослых без свечения глазного дна.[15] Хотя ICG одобрена США FDA, до сих пор нет разрешения на внутриглазное использование красителя.[16]

Перфузионная диагностика тканей и органов

ICG используется как маркер при оценке перфузии тканей и органов во многих областях медицины. Свет, необходимый для возбуждения флуоресценции, генерируется источником света ближнего инфракрасного диапазона, который прикреплен непосредственно к камере. Цифровая видеокамера позволяет регистрировать поглощение флуоресценции ICG в реальном времени, что означает, что перфузия может быть оценена и задокументирована.[нужна цитата ]

Кроме того, ICG можно использовать в качестве индикатора при диагностике церебральной перфузии. В случае пациентов с инсультом мониторинг на этапе восстановления, по-видимому, достижим путем измерения как абсорбции ICG, так и флуоресценции в повседневных клинических условиях.[17][18][19]

Навигация с поддержкой ICG для биопсии сторожевого лимфатического узла с опухолями

Сторожевой лимфатический узел Биопсия (биопсия SLB или SLN) обеспечивает выборочный, минимально инвазивный доступ для оценки состояния регионарных лимфатических узлов со злокачественными опухолями. Первая дренирующая лимфатическая нота, «сторожевой», представляет собой существующую или несуществующую опухоль всей области лимфатического узла. Этот метод прошел валидацию с использованием радионуклидов и / или синего красителя для лечения рака груди, злокачественной меланомы, а также опухолей желудочно-кишечного тракта и дает хорошие показатели обнаружения и чувствительности. Для SLB наблюдалась меньшая смертность по сравнению с полной диссекцией лимфатических узлов, но методы имеют недостатки в отношении доступности, применения и утилизации радионуклида и риска анафилаксии (до 1%) для синего красителя. ICG, из-за его флуоресценции в ближнем инфракрасном диапазоне и предыдущих исследований токсичности, был оценен в этом исследовании как новый альтернативный метод SLB в отношении клинического применения чрескожной навигации и визуализации лимфатических сосудов и обнаружения SLN. Этот метод иногда называют хирургия под контролем флуоресцентного изображения (ФИГ.). Навигация по флуоресценции ICG обеспечивает высокие показатели обнаружения и чувствительности по сравнению с традиционными методами. Принимая во внимание необходимую кривую обучения, новый альтернативный метод предлагает комбинацию лимфографии и SLB, а также возможность проведения SLB без необходимости использования радиоактивных веществ для одиночных опухолей.[20][21][22]

Избирательный перегрев клеток (особенно рак)

ICG поглощает ближний инфракрасный свет, особенно свет с длиной волны около 805 нанометров. Лазер с такой длиной волны может проникать в ткань.[23] Это означает, что умирающая ткань с введенным ICG допускает диапазон от 800 до 810 нм. лазер чтобы нагреть или перегреть окрашенную ткань, не нанося вреда окружающим тканям.[24][25] Хотя перегрев является основным механизмом уничтожения клеток, небольшое количество лазерной энергии, поглощаемой ICG, высвобождает свободные радикалы, такие как синглетный кислород, которые также повреждают клетки-мишени.

Это особенно хорошо работает при раковых опухолях, потому что опухоли, естественно, поглощают больше ICG, чем другие ткани. Когда ICG вводится рядом с опухолями, опухоли реагируют на лазер в 2,5 раза сильнее, чем окружающие ткани.[26] Также возможно воздействовать на определенные клетки путем конъюгирования ICG с антителами, такими как даклизумаб (Dac), трастузумаб (Tra) или панитумумаб (Pan).[27]

Было показано, что ICG и лазерная терапия убивают раковые клетки поджелудочной железы человека (MIA PaCa-2, ПАНК-1, и BxPC-3 ) in vitro.[28]

ICG и инфракрасный лазер также использовались таким же способом для лечения юношеские угри.[29][30]

Рекомендации

  1. ^ Кардиогрин в Сигма-Олдрич
  2. ^ а б c Индоцианин зеленый: определение, Национальный институт рака
  3. ^ Оптическое поглощение индоцианинового зеленого (ICG), Медицинский лазерный центр Орегона
  4. ^ Офтальмологическая диагностическая фотография; Индоцианин зеленый (ICG) Ангиография В архиве 2010-06-27 на Wayback Machine Университет Айовы Здравоохранение
  5. ^ «Раствор индоцианинового зеленого». Национальные институты здравоохранения США. Национальный институт рака. Получено 1 декабря 2012.
  6. ^ а б c Виппер, Сабина Хелена (2006). Validierung der Fluoreszenzangiographie zur intraoperativen Beurteilung und Quantifizierung der Myokardperfusion [Валидация флуоресцентной ангиографии для интраоперационной оценки и количественной оценки перфузии миокарда] (Диссертация) (на немецком языке). LMU München: Медицинский факультет. С. 18–23. OCLC  723710136.
  7. ^ Августин, А.Дж., Кригльштейн, Г.К.,: Augenheilkunde, 2001, Springer-Verlag, ISBN  3-540-65947-1[страница нужна ]
  8. ^ Alander, Jarmo T .; Каартинен, Илкка; Лааксо, Аки; Пятила, Томми; Спиллманн, Томас; Тучин, Валерий В .; Венермо, Маарит; Вялисуо, Петри (2012). "Обзор флуоресцентной визуализации с использованием индоцианина зеленого в хирургии". Международный журнал биомедицинской визуализации. 2012: 940585. Дои:10.1155/2012/940585. ЧВК  3346977. PMID  22577366.
  9. ^ Оптические оптические свойства ICG (английский)[страница нужна ]
  10. ^ Сабапати, Викрам; Ментам, Джьотсна; Джейкоб, Пол Мажуванчары; Кумар, Санджай (2015). «Неинвазивная оптическая визуализация и отслеживание клеток in vivo меченных индоцианином зеленых стволовых клеток человека, трансплантированных в поверхностные или глубокие ткани мышей SCID». Stem Cells International. 2015: 606415. Дои:10.1155/2015/606415. ISSN  1687-966X. ЧВК  4512618. PMID  26240573.
  11. ^ Лаперш, Янник; Удеа, Мария-Клер; Лостанлен, Даниэль (1977). «Токсическое действие индоцианинового зеленого на митохондрии печени крысы». Токсикология и прикладная фармакология. 41 (2): 377–87. Дои:10.1016 / 0041-008X (77) 90039-4. PMID  19859.
  12. ^ Cardiogreen в Sigma-Aldrich[страница нужна ]
  13. ^ Офтальмологическая диагностическая фотография; Индоцианин зеленый (ICG) Ангиография, Университет штата Айова, Здравоохранение[страница нужна ]
  14. ^ «Трипановый синий по сравнению с индоцианиновым зеленым». CRSToday. Получено 2020-07-05.
  15. ^ а б Хурана, А. К. (2015). «Глазная терапия». Комплексная офтальмология. Хурана, Арудж К., Хурана, Бхона. (6-е изд.). Нью-Дели: Джейпи, Издательство медицинских наук. п. 460. ISBN  978-93-86056-59-7. OCLC  950743921.
  16. ^ Шарма, Бхавана; Abell, Robin G .; Арора, Тарун; Антоний, Том; Ваджпаи, Расик Б. (01.04.2019). «Методики передней капсулотомии в хирургии катаракты». Индийский журнал офтальмологии. 67 (4): 450–460. Дои:10.4103 / ijo.IJO_1728_18. ISSN  0301-4738. ЧВК  6446625. PMID  30900573.
  17. ^ Стейнкелльнер, Оливер; Грубер, Клеменс; Вабниц, Хайдрун; Jelzow, Александр; Стейнбринк, Йенс; Fiebach, Jochen B .; Макдональд, Райнер; Обриг, Хельмут (1 января 2010 г.). «Оптический прикроватный мониторинг церебральной перфузии: технологические и методические достижения в исследовании острого ишемического инсульта». Журнал биомедицинской оптики. 15 (6): 061708–061708–10. Bibcode:2010JBO .... 15f1708S. Дои:10.1117/1.3505009. PMID  21198156.
  18. ^ Milej D, Gerega A, Zołek N, Weigl W., Kacprzak M, Sawosz P, Mączewska J, Fronczewska K, Mayzner-Zawadzka E, Królicki L, Maniewski R, Liebert A (21 октября 2012 г.). «Временное обнаружение флуоресцентного света во время притока ICG в мозг - методическое исследование». Физика в медицине и биологии. 57 (20): 6725–6742. Bibcode:2012ПМБ .... 57.6725М. Дои:10.1088/0031-9155/57/20/6725. PMID  23032301.
  19. ^ Weigl, W .; Milej, D .; Герега, А .; Точиловская, Б .; Kacprzak, M .; Sawosz, P .; Botwicz, M .; Маневский, Р .; Mayzner-Zawadzka, E .; Либерт, А. (30 июня 2013 г.). «Оценка церебральной перфузии у пациентов с посттравматической травмой головного мозга с использованием метода отслеживания ICG-болюса». NeuroImage. 85: 555–65. Дои:10.1016 / j.neuroimage.2013.06.065. PMID  23831529.
  20. ^ Hirche, C .; Хюнербейн, М. "Forschungsgruppe" Fluoreszenzfarbstoff-gestützte Navigation zur Sentinel-Lymphknoten-Biopsie и Lymphographie в реальном времени для Solitären Tumoren'" [Исследовательская группа «Навигация на основе флуоресцентных красителей для биопсии сторожевых лимфатических узлов и лимфографии в режиме реального времени при одиночных опухолях»] (на немецком языке). Berufsgenossenschaftliche Unfallklinik Ludwigshafen (BG Klinik). Архивировано из оригинал на 2013-12-09. Получено 2013-06-27.
  21. ^ Хирше, Кристоф; Мурава, Давид; Мор, Зара; Kneif, Soeren; Хюнербейн, Михаэль (2010). «Биопсия сторожевого узла под контролем флуоресценции ICG для определения стадии подмышечных узлов при раке груди» (PDF). Исследования и лечение рака груди. 121 (2): 373–8. Дои:10.1007 / s10549-010-0760-z. PMID  20140704. S2CID  25966934.
  22. ^ Hirche, C .; Dresel, S .; Krempien, R .; Хюнербейн, М. (2010). «Биопсия сторожевого узла с помощью детектирования флуоресценции удержания индоцианина зеленого для определения стадии рака анального канала в паховых лимфатических узлах: предварительный опыт». Анналы хирургической онкологии. 17 (9): 2357–62. Дои:10.1245 / с10434-010-1010-7. PMID  20217256. S2CID  9064970.
  23. ^ Шафирштейн, Гал; Боймлер, Вольфганг; Хеннингс, Лия Дж .; Сигел, Эрик Р .; Фридман, Ран; Морено, Маурисио А .; Уэббер, Джессика; Джексон, Кэсси; Гриффин, Роберт Дж. (2012). «Индоцианин зеленый улучшает лечение рака молочной железы мышей в ближнем инфракрасном диапазоне». Международный журнал рака. 130 (5): 1208–15. Дои:10.1002 / ijc.26126. ЧВК  3190070. PMID  21484791.
  24. ^ Chen, Wei R .; Адамс, Роберт Л .; Хитон, Шон; Дики, Д. Томас; Bartels, Kenneth E .; Нордквист, Роберт Э. (1995). «Фототермическое взаимодействие между лазером и опухолевой тканью, усиленным хромофором, с использованием диодного лазера 808 нм». Письма о раке. 88 (1): 15–9. Дои:10.1016 / 0304-3835 (94) 03609-М. PMID  7850768.
  25. ^ Chen, Wei R .; Адамс, Роберт Л .; Хиггинс, Аарон К .; Bartels, Kenneth E .; Нордквист, Роберт Э. (1996). «Фототермические эффекты на опухоли молочной железы мышей с использованием индоцианинового зеленого и диодного лазера 808 нм: исследование эффективности in vivo». Письма о раке. 98 (2): 169–73. Дои:10.1016 / S0304-3835 (06) 80028-5. PMID  8556705.
  26. ^ Ли, Синдэ; Бовуа, Бертран; Белый, Ренита; Ниока, Шоко; Шанс, Бриттон; Йодх, Арджун Г. (1995). Шанс, Бриттон; Альфано, Роберт Р. (ред.). «Локализация опухоли с использованием флуоресценции индоцианинового зеленого (ICG) на моделях крыс». Proc. SPIE. Оптическая томография, миграция фотонов и спектроскопия тканей и модельных сред: теория, исследования на людях и приборы. 2389: 789–97. Bibcode:1995SPIE.2389..789L. Дои:10.1117/12.210021. S2CID  93116083.
  27. ^ Огава, Микако; Косака, Нобуюки; Чойк, Питер Л .; Кобаяси, Хисатака (2009). "В естественных условиях Молекулярная визуализация рака с помощью гасящего флуоресцентного зонда в ближнем инфракрасном диапазоне с использованием конъюгатов моноклональных антител и индоцианинового зеленого ». Исследования рака. 69 (4): 1268–72. Дои:10.1158 / 0008-5472.CAN-08-3116. ЧВК  2788996. PMID  19176373.
  28. ^ Ценг, Уильям В .; Saxton, Romaine E .; Деганутти, Адриана; Лю, Карсон Д. (2003). «Инфракрасная лазерная активация индоцианинового зеленого ингибирует рост рака поджелудочной железы человека». Поджелудочная железа. 27 (3): e42–5. Дои:10.1097/00006676-200310000-00018. PMID  14508139. S2CID  26320222.
  29. ^ Генина, Элина А .; Башкатов, Алексей Н .; Симоненко, Георгий В .; Тучин, Валерий В .; Ярославский, Илья В .; Альтшулер, Грегори Б. (2005). «Индоцианин зеленый лазерный термолиз юношеские угри". В Van Den Bergh, Hubert; Vogel, Alfred (ред.). Терапевтическое применение лазера и взаимодействие лазера с тканями II. 5863. С. 74–80. Bibcode:2005SPIE.5863 ... 74G. Дои:10.1117/12.633088. S2CID  55939141.
  30. ^ Генина, Элина А .; Башкатов, Алексей Н .; Симоненко, Георгий В .; Одоевская, Ольга Д .; Тучин, Валерий В .; Альтшулер, Грегори Б. (2004). «Низкоинтенсивная индоцианин-зеленая лазерная фототерапия обыкновенных угрей: экспериментальное исследование». Журнал биомедицинской оптики. 9 (4): 828–34. Bibcode:2004JBO ..... 9..828G. Дои:10.1117/1.1756596. PMID  15250771.

внешняя ссылка