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.
© предоставлено НИИ микрохирургии
"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.
© РИА Томск. Елена ТайлашеваБелая "нить" (филамент) не содержит меди, а в коричневой к пластику добавлено 20% меди. Чем больше меди – тем темнее (и плотнее) нить. 1 килограмм материала будет стоить примерно 3 тысячи рублей.
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.