Томские ученые разработали 3D-печатные фантомы лабораторных животных
Исследователи из Томского политехнического университета нашли способ снизить использование животных в доклинических исследованиях в области лучевой терапии онкологических заболеваний. Альтернативой служат дозиметрические фантомы в виде напечатанных на 3D-принтере моделей крыс и мышей.
Над проектом работала группа ученых, инженеров и студентов под руководством доцента Исследовательской школы физики высокоэнергетических процессов ТПУ Сергея Стучеброва, сообщает пресс-служба вуза. Внедрение новых методов лучевой терапии требует большого количества исследований с использованием мелких лабораторных животных — мышей и крыс. Использование животных в медицинских целях неразрывно связано с этическими проблемами, к тому же на их покупку, содержание и утилизацию уходят значительные средства. Для сокращения этой практики предлагается применять искусственные модели — фантомы.
При проведении лучевой терапии гибнут не только клетки злокачественных новообразований, но и здоровые клетки организма. Чтобы минимизировать негативный эффект необходимо правильно планировать терапию: получить томографические данные места, локализовать опухоль и критические органы, выбрать необходимую дозу облучения, составить план, проверить его с помощью дозиметрического фантома, и уже затем облучать пациентов.
«Проблема онкологических заболеваний крайне актуальна. В клиническую практику вводятся новые методы облучения, планы лечения усложняются, требуется проведение доклинических исследований. Мы занимаемся не только созданием фантомов, но и разработкой устройств для увеличения эффективности лучевой терапии и минимизации доз облучения здоровых тканей. В качестве прототипов для создания моделей мы использовали мышей и крыс, как наиболее распространенных видов животных, применяемых в доклинических исследованиях», — рассказывает аспирантка Анна Григорьева.
Исследование проводилось в несколько этапов. Сначала ученые проанализировали томографические данные лабораторных животных, чтобы определить точную анатомическую структуру. Затем на основе этих данных были созданы цифровые 3D-модели тел и некоторых внутренних органов животных. Фантомы изготовлены из двух видов пластика — ПЛА для мягких тканей и ПЛА с примесью меди для костных. 3D-печатные модели включают радиологические имитаторы кожи, головного и спинного мозга, мышечных, костных и легочных тканей.
«Разные типы мягких тканей, например, мышцы и жир, при изготовлении требовали тонких настроек печати, что позволило в итоге максимально приблизить нашу модель к реальным характеристикам тканей животного. Используемый пластик позволил имитировать свойства взаимодействия с ионизирующим излучением, как если бы это взаимодействие было с реальными тканями. Модель должна быть максимально приближена к реальной анатомии животного, принимая во внимание расположение и размеры внутренних органов и систем», — поясняет Сергей Стучебров.
Применение разработанных учеными ТПУ моделей позволит сократить количество живых животных в проведении доклинических испытаний, что сделает эти процедуры более этичными и дешевыми. Изделия политехников можно применять неоднократно, дополнительно предусмотрена возможность размещения в фантомах дозиметрического оборудования, например пленочных дозиметров, ионизационных камер и термолюминесцентных дозиметров. Осенью 2022 года ученые проведут дозиметрические испытания фантомов в Научно-исследовательском институте онкологии Томского национального исследовательского медицинского центра.
А у вас есть интересные новости? Поделитесь с нами своими разработками, и мы расскажем о них всему миру! Ждем ваши идеи по адресу news@3Dtoday.ru.
Еще больше интересных статей
Летный демонстратор компании Boom Supersonic преодолел звуковой барьер
Подпишитесь на автора
Подпишитесь на автора, если вам нравятся его публикации. Тогда вы будете получать уведомления о его новых статьях.
Отписаться от уведомлений вы всегда сможете в профиле автора.
Шотландские ученые сконструировали космический 3D-принтер для работы с гранулятами
Подпишитесь на автора
Подпишитесь на автора, если вам нравятся его публикации. Тогда вы будете получать уведомления о его новых статьях.
Отписаться от уведомлений вы всегда сможете в профиле автора.
Ежегодное издание «Голос филамента»
Подпишитесь на автора
Подпишитесь на автора, если вам нравятся его публикации. Тогда вы будете получать уведомления о его новых статьях.
Отписаться от уведомлений вы всегда сможете в профиле автора.
Компания FDplast объявила о выпуске бесплат...
Комментарии и вопросы
С рельсой да, это я что-то заг...
Я прошу прощения. А можно узна...
Сверхмелкие микроструктуры дел...
Всем доброго дня. Сейчас стоят...
Вынашиваю одну идею, при...
Помогите пожалуйста, сделал 3д...
Здравствуйте, печатаю FDplast...