Rationale for clinical study of preoperative treatment of soft tissue sarcomas with local ultrasound hyperthermia and chemotherapy with cisplatin and/ or doxorubicin

The aim of the study was to obtain experimental data on the specific antitumor activity of the thermochemotherapy (TCT), which combines local ultrasound hyperthermia and chemotherapy with cisplatin and doxorubicin. Material and methods. The experiments were performed on mice with murine intramuscular transplanted hematogenic metastatic tumors Lewis lung carcinoma LLC and melanoma B16 with average volume of 0,6-1,1 cm³. Local ultrasound hyperthermia (US-HT) was performed on the original ultrasonic device USDT-m with ultrasound of two frequencies (0,88 and 2,64 MHz) simultaneously with a maximum intensity of 2,5-3,0 W/cm² in the temperature range 41,5-43 °C. Ultrasonic treatment was carried out after systemic chemotherapy with cisplatin (CP) and doxorubicin (Dox). Results. It was shown that local ultrasound hyperthermia and chemotherapy with cisplatin and doxorubicin allows to reduce the size of the tumor in 3-3,5 times, depending on tumor size and dose of cytostatics, with a satisfactory tolerability of treatment. Conclusion. The obtained results suggest a clinical trial of the TCT method with usage of USDT-m promising for preoperative treatment of patients with soft tissue sarcoma in order to achieve operability through cytoreduction of tumor mass.

thermochemotherapy, local ultrasound hyperthermia, doxorubicin, cisplatin, transplanted murine tumors

1. Алиев М.Д. Современные подходы к лечению сарком мягких тканей. Практическая онкология. 2004, т. 5, № 4, с. 250-254.

2. Бохян Б.Ю., Мехтиева Н.И., Иванов С.М. и соавт. Термохимиотерапия в лечении высокозлокачественных местно-распространенных сарком мягких тканей конечностей. III Съезд онкологов и радиологов стран СНГ, ч. 2, 25-28 мая 2004 г., Минск, с. 308.

3. Gelvich Ε., Mazohkin V., Tkachev S., Trochin I. Clinical possibilities of CFMA applicators. Proceedings of the 7th International Congress on Hyperthermia Oncology, Rome, Italy, April 9-13. 1996, p. 449-451.

4. Dewey W.C. Interaction of heat with radiation and chemotherapy. Cancer Research. (Suppl.) 1984, v. 44, p. 4714-4720.

5. Lele P.P. A strategy for localized chemotherapy of tumors using ultrasonic hyperthermia. Ultrasound in Medicine and Biology. 1979, v. 5, No. 1, p. 95-96.

6. Overgaard J. Combined adriamycin and hyperthermia treatment of a murine carcinoma in vivo. Cancer Research. 1976, v. 36, No. 9, p. 3077-3081.

7. Popovic V.P., Masironi R. Disappearance of normothermic tumors in shallow (30 °C) hypothermia. Cancer Research. 1966, v. 26, p. 863-964.

8. Senapati N., Houchens D., Ovejera A., Beard R., Nines R. Ultrasonic hyperthermia and drugs as therapy for human tumor xenografts. Cancer Treatment Reports. 1982, v. 66, No. 8, p. 1635-1639.

9. Kudryavtsev Yu.S., Gelvich E.A., Kolmakov D.N., Mazokhin V.N. Flexible microstrip applicators for local and regional hyperthermia. Proceedings of the 6th International Congress on Hyperthermia Oncology, 26 April - 1 May, Tucson, USA. 1992, p. 321.

10. Gelvich E.A., Mazohkin V.N. Resonance effects in applicator water boluses and their influence on SAR distribution patterns. International J. Hyperthermia. 2000, v. 16, No. 2, p. 113-128.

11. Gelvich E.A., Mazokhin V.N., Troshin I.I. An attempt at quantitative specification of SAR distribution homogeneity. International J. Hyperthermia. 1996, v. 12, No. 3, p. 431-436.

12. Орел В.Э., Смоланка И.И., Коровин С.И. и соавт. Электромагнитное поле радиоволн в онкологии. М., «Книга полюс». 2005, 152 с.

13. Popovic V., Popovic P. Effect of localized ultrasonic hyperthermia on spontaneous mammary tumors. Ultrasonics Symposium Proceedings. B.R. McAvoy Editor. 1982, v. 2, p. 769-774.

14. Ультразвук в медицине. Физические основы применения. Под ред. К. Хилла, Дж. Бэмбэра, Г. тер Хаар. Пер с англ. Под ред. Л.Р. Гаврилова, В.А. Хохловой, О.А. Сапожникова. М., ФИЗМАТЛИТ. 2008, 544 с.

15. Николаев А.Л., Гопин А.В., Божевольнов В.Е. и соавт. Твердофазная соносенсибилизация в полимерных средах. Сборник трудов XX Сессии РАО. Таганрог. 2006, т. 3, с. 105-109.

16. Николаев А.Л., Гопин А.В., Божевольнов В.Е. и соавт. Локализация акустической энергии в гелевых системах на твердофазных неоднородностях: применение в медицине. Сборник трудов XX Сессии РАО. Нижний Новгород. 2007, т. 3, с. 127-130.

17. Николаев А.Л., Гопин А.В., Божевольнов В.Е. и соавт. Некоторые аспекты ультразвуковой наномедицины. Сборник трудов XX Сессии РАО. М., 2008, т. 3, с. 117-120.

18. Николаев А.Л., Гопин А.В., Божевольнов В.Е. и соавт. Ультразвуковая терапия онкологических заболеваний. Сборник трудов XXII Сессии РАО. М., 2010, т. 3, с. 107-111.

19. Николаев А.Л., Гопин А.В., Божевольнов В.Е. и соавт.Сонодинамическая терапия онкологических заболеваний: комплексное экспериментальное исследование. III Евразийский конгресс по медицинской физике и инженерии «МЕДИЦИНСКАЯ ФИЗИКА - 2010», сборник материалов. М., 2010, т. 1, с. 150-152.

20. Николаев А.Л., Гопин А.В., Божевольнов В.Е. и соавт. Применение твердофазных неоднородностей для повышения эффективности ультразвуковой терапии онкологических заболеваний. Акустический журн. 2009, т. 55, № 4-5, с. 565-574.

21. Diederich C.J., Hynynen K. Ultrasound technology for hyperthermia. Ultrasound in Medicine and Biology. 1999, v. 25, No. 6, p. 871-887.

22. Experimental evaluation of antitumor drugs in the USA and USSR and clinical correlations. NCI Monograph 55. Dec. 1980, p. 56-77.

23. Большаков О.П., Незнанов Н.Г., Бабаханян Р.В. Дидактические и этические аспекты проведения исследований на биомоделях и на лабораторных животных. Журн. Качественная клиническая практика. 2002, № 1, с. 58-61.