ТОМСК, 19 мар – РИА Томск, Елена Тайлашева. Ученые Томского политеха (ТПУ) придумали легкое и безопасное в изготовлении устройство – коллиматор, защищающий здоровые ткани во время лучевой терапии. Аналоги обычно делают из металлов в специальных лабораториях, томичи впервые использовали для этого 3D-печать, сообщил РИА Томск преподаватель Инженерной школы ядерных технологий ТПУ Юрий Черепенников.
Идеальная форма для пучка
"Чтобы во время лучевой терапии не пострадали здоровые ткани, нужно облучать строго определенную область. Самый лучший способ для этого – когда электронный пучок изначально имеет заданную форму, совпадающую с границами опухоли, а не стандартную квадратную или круглую", – поясняет Черепенников, кандидат технических наук, старший преподаватель отделения ядерно-топливного цикла Инженерной школы ядерных технологий ТПУ.
Для придания формы пучку используются специальные устройства – коллиматоры. Грубо говоря, это "сужатели", окошки для электронов, которые изготавливаются индивидуально на основе томографии пациента, под конкретную форму опухоли, и затем накладываются на излучатель.
"Во всем мире коллиматоры делаются из смеси металлов, чем тяжелее материал, тем эффективнее он поглощает излучение. Чаще всего используется сплав висмута, свинца, олова и кадмия. Но в жидком состоянии он токсичен, и для работы с ним больница должна оборудовать отдельное помещение с мощной вытяжкой. Плюс к этому нужен квалифицированный персонал", – рассказывает Черепенников.
Ученые Томского политеха первыми в мире предложили изготавливать коллиматоры с помощью устройств быстрого прототипирования – 3D-принтеров. В качестве материала используется ударопрочный полистирол – обычный, широко распространенный пластик.
"Современный 3D-принтер с очень хорошими характеристиками будет стоить в десятки раз дешевле, чем плавильная установка и организация условий для ее работы", – подчеркивает Черепенников.
© РИА Томск. Елена Тайлашева
Справа – металлический коллиматор, изготовленный для реального пациента Московской городской онкологической больницы №62. Слева – пластиковый, предложенный коллективом ученых ТПУ.
Пластик не хуже металла
Томичи провели серию экспериментов, доказывающих, что пластик столь же эффективен, как и металл. Они проходили в НИИ онкологии Томского НИМЦ, в Московской городской онкологической больнице №62, в немецкой Университетской клинике Гамбург-Эппендорф.
"На разных установках для электронного облучения мы измерили глубинное распределение дозы внутри пластика и вычислили точное значение толщины, необходимой, чтобы поглотить электронные пучки с той или иной энергией", – рассказывает Сергей Стучебров, кандидат физико-математических наук, доцент Исследовательской школы физики высокоэнергетических процессов ТПУ.
© РИА Томск. Елена Тайлашева
"В разработке устройств для лечения онкологических заболеваний (ускорителей, клинических дозиметров и так далее) Россия, к сожалению, сильно отстала – это очень сложно и дорого. Но мы можем предложить прорывные решения для эксплуатации уже существующих установок", – говорит Сергей Стучебров.
Исследования на людях пока не проводились. Сейчас коллектив готовится к испытаниям совместно с томским НИИ онкологии.
"Внедрение любой научной разработки, в том числе наших коллиматоров, в клиническую практику весьма трудоемкий и длительный процесс. Однако мы рассчитываем, что его ускорит наличие на территории Томской области специализированного Научного исследовательского медицинского центра, где разрабатываются новые подходы к лечению", – говорит еще один член научного коллектива Ирина Милойчикова, медицинский физик Отделения радиотерапии НИИ онкологии Томского НИМЦ и ассистент Отделения ядерно-топливного цикла Инженерной школы ядерных технологий ТПУ.
Она уточняет, что их разработка подходит для установок с электронным излучением, которые используются, в основном, для лечения близко расположенных новообразований.
В перспективе команда намерена работать над коллиматором для ускорителей с гамма-излучением, наиболее распространенных в лечении онкозаболеваний. Чтобы остановить гамма-пучок, нужно будет добавлять в пластик специальные примеси. Какие – предстоит выяснить.