Bolusy z drukarek 3D: nowa jakość radioterapii

3

Leczenie nowotworów z użyciem radioterapii to wbrew pozorom bardzo złożony temat. Planowanie leczenia, oprócz uwzględnienia miejsca i rodzaju nowotworu, obejmuje też dobór rodzaju radioterapii i dawki promieniowania. Oczywiście celem jest przeprowadzenie skutecznego leczenia  w taki sposób, by maksymalnie oszczędzić otaczające zdrowe tkanki. Wykorzystanie druku 3D w radioterapii może znacząco wpłynąć zarówno na jej efektywność, jak i na zmniejszenie powikłań poradiacyjnych.

Poza nadrzędnym celem, jakim jest wyeliminowanie komórek nowotworowych, radioterapeuci dążą do jak najmniejszego uszkodzenia zdrowych tkanek. W zależności od lokalizacji, zarówno jedno jak i drugie może być niesamowicie trudne. Jednocześnie sama radioterapia może spełniać różne cele, od poprawy jakości życia w leczeniu paliatywnym, po leczenie choroby nowotworowej samodzielnie bądź w skojarzeniu z chemioterapią czy operacjami chirurgicznymi. Stąd też mnogość rodzajów radioterapii z różnymi modyfikacjami – w zależności od celu, umiejscowienia guza i stanu klinicznego pacjenta.

Jednym z elementów koniecznych do wykonania tzw. teleradioterapii, czyli radioterapii wykonywanej z zewnątrz (w przeciwieństwie do brachyterapii, w której źródło promieniowania umieszcza się w bezpośrednim sąsiedztwie guza), jest bolus. Bolus to materiał o właściwościach podobnych do tkanek miękkich, który zwiększa dawkę powierzchniową lub kompensuje brak tkanki, spowodowany uwarunkowaniami anatomicznymi lub wcześniejszą operacją.

W pierwszym przypadku, mamy do czynienia z narastaniem dawki wraz z odległością od powierzchni skóry, a bolus ma ten efekt wyeliminować – powodując zmaksymalizowanie dawki radioterapii elektronowej już w warstwach powierzchownych. Pozwala na manipulowanie dawkami na różnych głębokościach, dzięki czemu chronione są struktury pod obszarem napromieniania, na przykład podczas naświetlania piersi promieniowanie nie dociera do tkanki płucnej. W drugiej sytuacji chodzi o wyrównanie dawki przy zastosowaniu radioterapii fotonowej na nierównych powierzchniach, takich jak głowa i szyja, kończyny, czy okolica klatki piersiowej po mastektomii. Do obu wskazań używane są różne materiały – od wosków, przez żele, po termoplasty również takie, z których można drukować w 3D.

Niesamowicie ważną cechą bolusa jest dopasowanie jego kształtu do napromienianej tkanki. Jakakolwiek przerwa między bolusem a tkanką powoduje zmianę dawki promieniowania, jaka dociera do leczonych okolic. Metody obejmujące wykonywanie bolusów z parafiny, niektórych termoplastów, czy żeli są pod tym względem niedostatecznie dokładne. Materiały te bowiem są podczas formowania na tyle sztywne, by uniemożliwić idealne dopasowanie do anatomii leczonej części ciała i wystarczająco dobry rozkład dawki. Jak łatwo przewidzieć, druk 3D sprawdza się tutaj wzorowo. Na podstawie badań obrazowych, w szczególności TK, można stworzyć model bolusa idealnie pasujący do leczonych tkanek.

Dodatkowo druk 3D znalazł zastosowanie również w brachyterapii – w produkcji aplikatorów Freiburg. Za ich pośrednictwem źródła promieniowania dostarczane są bezpośrednio w pobliże tkanek nowotworowych takich jak raki skóry. Tutaj również ogromne znaczenie mają ewentualne nierówności do których aplikator musi być dostosowany.  Ponadto, drukowany w 3D aplikator może mieć dopasowany do danego przypadku klinicznego kształt – zamiast tradycyjnego owalnego, czy kwadratowego.

Oprócz tego, druk 3D jest niemalże niezastąpiony w wytwarzaniu masek, które mają za zadanie utrzymać daną część ciała w określonej, niezmienionej pozycji przez wszystkie cykle leczenia. Dotyczy to głowy, kończyn, ale też i piersi. Gdyby te części ciała różniły się swoim położeniem choćby o milimetry względem pozycji wyjściowej, dla której planowane było leczenie, doszłoby do niepotrzebnego uszkodzenia zdrowych tkanek, przy jednoczesnym niecałkowitym wyeliminowaniu guza.

Wszystkie te zastosowania znajdują się w centrum zainteresowania startupu 3D Bolus. Powstał on u boku Uniwersytetu Dalhousie. Oprócz zwiększonej skuteczności leczenia, firma zwraca również uwagę na obniżenie kosztów i czasu leczenia. Technologia jest testowana w szpitalach w Irlandii i Izraelu, badania są prowadzone w Chicago, San Francisco i Halifax. Produkty od 3D Bolus wciąż czekają na zaakceptowanie przez FDA zanim będą mogły być wprowadzone do regularnej sprzedaży. Druk 3D pozwala na personalizację o nieosiągalnej do tej pory jakości, jeśli chodzi o zastosowania onkologiczne.

Źródło: www.dal.ca  via 3dprint.com

DODAJ KOMENTARZ:

3 komentarze

  1. Avatar

    niby spoko, ale obawiam się, że to tylko nauka, dla nauki. Niestety z doświadczenia wiem, że przynajmniej Polscy lekarze sceptycznie podchodzą do nowych rozwiązań, a szczególnie druku 3d… poza tym testy itd… no cóż, ale może za jakiś czas się uda ich przekonać =D. Zastosowanie fajne, ale wg mnie za drogie + do tej pory umieliśmy sobie poradzić bez druku 3d. Nie widzę tutaj optymalizacji. Przynajmniej na razie ~Vinci

  2. Avatar
    Klaudia Misztal on

    A się nie zgodzę. Z drukarek 3D do produkcji bolusów korzysta się i w Polsce. Pierwszy był zdaje się Szczecin, używający M200. Artykuł służył raczej zaprezentowaniu start-upu, który ma szansę się zajmować tym szerzej,a nie ogólnej analizie wykorzystania druku 3D do zastosowań radioterapeutycznych w Polsce 🙂 Faktyczne wykorzystanie drukarek w szpitalach w naszym kraju to materiał na osobny, rozległy artykuł.

  3. Avatar

    ‚Pierwszy był zdaje się…’ tzn., że już tego nie stosują? Jeśli się korzysta powszechnie to super. Jeśli się zrobiło koło tego szum i już się nie korzysta to… standardowa zagrywka :D. Powodzenia dla startupu. Trudny rynek ;/
    pozdr. ~vinci

Leave A Reply