ТОМСК, 6 янв – РИА Томск, Елена Тайлашева. Ученые Томского политеха (ТПУ) создали материал для изготовления фантомов – физических моделей тела человека, на которых можно сделать пробную лучевую терапию и понять, насколько эффективна она будет для пациента; как пояснила РИА Томск эксперт, смеси на основе пластика и меди позволят имитировать разные ткани, для печати первого фантома необходим современный многоэкструдерный 3D-принтер.
Пробное облучение
"В сложных случаях, когда опухоль близка к критически важным органам, врачам хотелось бы сделать пробное облучение человека, чтобы понять, какая доза будет реально доставлена до очага новообразования, а какая может "задеть" здоровые ткани. На живом пациенте этого, конечно, не сделаешь", – пояснила инженер-исследователь Исследовательской школы физики высокоэнергетических процессов ТПУ Ангелина Красных.
Поэтому, по ее словам, для моделирования эффекта лучевой терапии используются фантомы. Обычно это примитивные физические модели, условно имитирующие тело человека, – аквариум с дистиллированной водой или набор пластин, сделанных из тканеэквивалентного материала. Медицинский физик направляет на них пучок излучения и затем c помощью дозиметра измеряет, на какую глубину и какая доза была доставлена.
"Но эти фантомы слишком универсальны, а, например, мышцы бабушки сильно отличаются от мышц спортсмена. Поэтому рассчитывать дозу облучения лучше для конкретного человека. Отсюда и возникла идея нашего коллектива (в него входят также Юрий Черепенников, Сергей Стучебров и Ирина Милойчикова) – разработать методику 3D-печати индивидуальных фантомов – на основе данных индивидуальной томограммы", – рассказала Красных.Она пояснила, что для имитации разных тканей – мышц, жира, кости – исследователи разработали специальные составы филаментов ("нитей" для 3D-печати). В частности, добавляя к пластику медь в разных пропорциях, можно менять плотность материала.
Сейчас исследователи опробовали пять разных составов, все они были протестированы на медицинских томографах. В рамках этого проекта политехники тесно сотрудничают с НИИ онкологии Томского национального исследовательского медицинского центра.
Инструмент для печати
По словам Красных, ученые сделали образцы, которые по плотности соответствуют костям, а это самая тяжелая ткань организма. Более легкие сделать проще.
"Дальше, зная по томограмме, какие нам плотности нужны, мы загружаем в 3D-принтер разные филаменты и печатаем фантом – полную имитацию конкретной части тела на основе томограммы. И уже на этом фантоме врачи могут тренироваться сколько угодно, подбирать точные дозы и углы излучения, чтобы нанести минимальный ущерб здоровым тканям", – сказала Красных.
Чтобы изготовить первый индивидуальный фантом, исследователям нужен современный многоэкструдерный принтер, который может одновременно печатать пятью-семью филаментами, а не одним. Его стоимость – до полумиллиона рублей, сейчас коллектив пишет заявки на гранты на финансирование покупки.