Коллиматоры из пластика могут заменить металлические при лучевой терапии

05.11.2019

При лечении онкологических заболеваний лучевой терапией сегодня используются металлические коллиматоры. Они позволяют точно сформировать поле облучения вокруг опухоли и защищают здоровые органы и ткани. Но создание железного устройства — процесс трудоемкий и энергозатратный. Требуются также специальные помещения и оборудование, которых среднестатистическая больница чаще всего не имеет. Ученые Томского политехнического университета решили заменить металлический коллиматор аналогом из пластика, напечатанным с помощью 3D-печати.

Трехмерная печать в современном мире не является чем-то сложным и непонятным, она широко внедряется во все сферы, в том числе и медицину. Однако создание пластикового коллиматора требует тщательных исследований, результаты которых важны для медицины. Например, выбор оптимального пластика для создания изделия, определение его толщины и параметров печати, — говорит ассистент отделения ядерно-топливного цикла ТПУ Ирина Милойчикова.

В исследовании принимают участие ученые ТПУ и медицинские физики Москвы и Гамбурга (Германия). Исследователи изучили способность HIPS-пластика и АБС-пластика полностью поглощать электронный пучок. Потом из этих пластиков с помощью метода послойного наплавления изготовили первые изделия. Одним из важных моментов исследования было установление необходимой толщины напечатанного коллиматора.

У металлических коллиматоров для поглощения пучка толщина должна составлять 1,6 см, но, в отличие от металла, пластик не обладает той же плотностью и рядом других характеристик. Мы проводили ряд расчетов и экспериментов, чтобы определить толщину пластикового изделия. Например, с помощью специальных дозиметров, помещенных внутрь пластика, измеряли глубинное распределение дозы электронного пучка, — поясняет научный руководитель исследования, доцент исследовательской школы физики высокоэнергетических процессов ТПУ Сергей Стучебров.

Модели пластиковых коллиматоров, напечатанных в Томском политехе, уже протестировали на базе Московской городской онкологической больницы № 62 и Университетской клиники Гамбург-Эппендорф в Германии, и результаты показали жизнеспособность новой методики.

Результаты исследования опубликованы в журнале Science Direct .

На фото: пластиковые образцы коллиматоров, изготовленные с помощью трехмерной печати. Источник: пресс-служба ТГУ.