Ученые Томского политеха исследовали 3D-печатные аппликаторы для лучевой терапии

3D-печать устройств для распределения электронов при лучевой терапии позволит быстро и качественно облучать опухоли с минимальным воздействием на здоровые ткани, что повысит эффективность лечения.

Лучевая терапия входит в число основных методов лечения злокачественных новообразований. Электронное облучение опухолей дает хорошие терапевтические результаты за счет управления глубиной проникновения частиц и дозой облучения, что существенно снижает повреждение здоровых тканей.

Ученые Томского политехнического университета поставили перед собой задачу достичь максимального облучения опухоли и минимального воздействия на здоровые ткани при облучении электронными пучками, сообщает агентство «РИА Новости». Для этого было необходимо создать устройство, которое позволит формировать поперечное распределение пучка, близкое к форме опухоли, и учитывать индивидуальную анатомию пациента, чтобы создавать нужное распределение по глубине.

В стандартную комплектацию облучающих установок входит набор специальных устройств — аппликаторов для формирования электронного пучка, позволяющих формировать только квадратные или круглые поля заданного размера с однородным распределением дозы по глубине. В водной среде стандартное трехмерное распределение дозы электронного пучка напоминает параллелепипед, однако органы и ткани человеческого организма за счет разной плотности искажают идеальное распределение пучка. То же самое происходит и при облучении злокачественных опухолей, также имеющих неправильную форму и окруженных здоровыми тканями. Использование 3D-печатных изделий дает возможность в индивидуальном порядке изменять форму поля электронного облучения как в поперечном сечении, так и по глубине.

«Фактически, необходимо где-то закрыть полностью, где-то частично поглотить идеальное прямоугольное поле облучения. Для этого и применяются индивидуальные формирующие устройства. Предложенное нами решение состоит в применении современных достижений трехмерной печати для изготовления таких устройств. Это позволит увеличить скорость и точность их создания. Существующие подходы к изготовлению формирующих устройств основаны на резке или плавке металла, что накладывает существенные ограничения на применение в ежедневной медицинской практике, так как требует наличия специализированных помещений, оборудования и персонала», — рассказала доцент Научно-образовательного центра международного ядерного образования и карьерного сопровождения иностранных студентов ТПУ Ирина Милойчикова.

По мнению исследователей ТПУ, применение 3D-печатных полимерных изделий позволит быстро и качественно решать клинические задачи доставки максимальной дозы облучения к опухоли и минимизации воздействия на здоровые окружающие ткани. Ученые намереваются продолжить исследования возможностей применения 3D-печати в производстве формирующих устройств: планируется исследовать новые материалы и опробовать технологию применимо к другим типам излучений, применяемых в лучевой терапии.

Исследование выполнено при грантовой поддержке Российского научного фонда, результаты опубликованы в научном журнале Nuclear Instruments and Methods in Physics Research.

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.