Лучевая терапия часто применяется при определённых видах онкологии. Для внедрения нового эффективного метода лучевой терапии требуется большое количество исследований, которые проводят с использованием лабораторных крыс и мышей.
"Наша команда уже не первый год занимается разработкой индивидуальных "фантомов" для планирования лучевой терапии, – рассказал Metro руководитель научной группы, доцент Исследовательской школы физики высокоэнергетических процессов ТПУ Сергей Стучебров. – "Фантомы" – это физические модели человеческого тела или его отдельных частей, основанные на индивидуальных особенностях конкретного пациента. Самый оптимальный способ создания таких "фантомов" – 3D-печать. Занимались мы именно "фантомами" для людей. И естественным образом возникла идея, что можно создавать "фантомы" и для лабораторных животных, которые используются при исследованиях новых методов лучевой терапии".
По словам учёного, с лабораторными животными связан целый комплекс проблем и вопросов.
"Это, конечно же, этика, сложности содержания, сама работа с ними и дальнейшая утилизация. Поэтому мы решили попробовать сделать "фантомы" для крыс и мышей".
Главные сложности в разработке "фантомов" были связаны с процессом печати. Нужно было найти и доработать принтер, который мог бы одновременно печатать несколькими типами материалов разной плотности, разработать сами полимеры для печати – и так далее.
"Кроме того, потребовалась сложная и скрупулёзная работа, чтобы напечатанный "фантом" был максимально идентичен живому организму, – продолжает Стучебров. – Когда мы говорим "идентичен", имеем в виду то, что "фантом" так же взаимодействует с излучением (рентгеном, гамма-излучением и электронными пучками), как и живые ткани".
Готовая модель включает кожу, головной и спинной мозг, мышечные, костные и лёгочные ткани. Разные типы мягких тканей, например мышцы и жир, при изготовлении требовали тонких настроек печати, что позволило в итоге максимально приблизить модель к реальным характеристикам тканей животного. А используемый пластик позволил имитировать свойства взаимодействия с ионизирующим излучением, как если бы это взаимодействие было с реальными тканями.
Учёный подчеркнул, что напечатанные "фантомы" со временем могут максимально заменить лабораторных животных именно при исследованиях для расчёта дозовых нагрузок на ткани.
"Однако пока рано говорить, что "фантомы" или какие-то другие технологии в ближайшем будущем позволят полностью заменить лабораторных животных. Тем не менее это не значит, что не нужно разрабатывать методы, минимизирующие их использование".
