Ученые из Томского политехнического университета предложили использовать 3D-принтеры для создания индивидуальных полимерных устройств, распределяющих дозу электронов в лучевой терапии. Они считают, что это позволит более точно облучать опухоли, минимизируя воздействие на здоровые ткани и, тем самым, улучшая результаты лечения. Результаты этой работы опубликованы в журнале «Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A: Accelerators, Spectrometers, Detectors and Associated Equipment».
Лучевая терапия сегодня является одним из ключевых методов борьбы с раковыми заболеваниями, утверждают ученые Томского политехнического университета. Электронное облучение опухолей дает хорошие результаты, так как можно контролировать глубину проникновения частиц и распределение дозы облучения, что уменьшает повреждение здоровых тканей.
В стандартные облучающие установки входят аппликаторы, создающие квадратные или круглые поля заданного размера с однородным распределением дозы по глубине. Однако, внутренняя структура человеческого тела и опухоли разной плотности меняют форму и идеальное распределение электронов, что усложняет процесс облучения.
Ученые поставили перед собой задачу создания устройства, способного формировать поперечное распределение электронов, близкое к форме опухоли, и учитывать индивидуальные особенности анатомии пациента для создания необходимого распределения дозы по глубине.
Использование трехмерной печати позволило ученым изменять форму поля электронного облучения как в поперечном сечении, так и по глубине, что предоставило индивидуальный подход к формированию дозы для каждого пациента.
Существующие методы создания подобных устройств базируются на обработке металла, что ограничивает их применение в медицинской практике из-за требования специализированных помещений и оборудования. Применение полимерных изделий, изготовленных при помощи 3D-печати, считается более перспективным для решения клинических задач и повышения эффективности методов лечения с использованием электронных пучков.
Ученые планируют дальнейшие исследования возможностей трехмерной печати для создания подобных устройств, включая поиск новых материалов и применение этого метода для других видов излучения, используемых в лучевой терапии. Эта работа была поддержана финансовым грантом Российского научного фонда под номером 19-79-10014-П.