​Ученые Томского политехнического университета провели исследование пластиковых изделий, которые в перспективе смогут заменить металлические коллиматоры, использующиеся при лечении онкологических заболеваний лучевой терапией. Результатом первых этапов исследования стало получение точных характеристик желаемого изделия, а также его изготовление и тестирование. Практическое применение исследования не сводится исключительно к медицине и будет полезно всем, кого интересует влияние облучения на пластиковые изделия. Результаты исследования опубликованы в журнале Physica Medica (IF: 2.54, Q1).  

ученые ТПУ.jpg 

Напомним, что в настоящее время радиотерапия электронным пучком осуществляется с использованием металлических коллиматоров, которые позволяют точно сформировать поле облучения вокруг опухоли и защищают здоровые органы и ткани. Однако, создание подобного металлического коллиматора достаточно трудоемкий и энергозатратный процесс, а также требующий специального помещения и оборудования, которыми в большинстве случаев не обладает среднестатистическая больница. Идея ученых же заключается в замене металлического коллиматора аналогом из пластика, напечатанным с помощью трехмерной 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.

Над исследованием работает команда ученых: доцент исследовательской школы физики высокоэнергетических процессов ТПУ Сергей Стучебров, ассистент отделения ядерно-топливного цикла ТПУ Ирина Милойчикова, инженер-исследователь Исследовательской школы физики высокоэнергетических процессов ТПУ Ангелина Булавская и доцент отделения ядерно-топливного цикла ТПУ Юрий Черепенников. Команда также сотрудничает с медицинскими физиками Москвы и Гамбурга (Германия). 

В ходе исследования ученые с помощью численной модели изучили способность HIPS-пластика и АБС-пластика полностью поглощать электронный пучок. Далее из данных 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 для того, чтобы определить толщину пластикового изделия. Например, с помощью специальных дозиметров, помещенных внутрь пластика, измеряли глубинное распределение дозы электронного пучка», — поясняет доцент исследовательской школы физики высокоэнергетических процессов ТПУ Сергей Стучебров.

Первые экспериментальные модели пластиковых коллиматоров напечатали в Томском политехе, а их тестирование и проведение экспериментов проходило на базе Московской городской онкологической больницы № 62 и Университетской клиники Гамбург-Эппендорф (Германия).

Результаты исследования показали жизнеспособность новой методики. На данный момент, команда ученых подала документы на патентование своего открытия.

Добавим также, что исследование проводится при поддержке гранта Российского научного фонда 18-79-10052.

Источники

Ученые: пластиковые коллиматоры способны заменить металлические при лучевой терапии онкологических заболеваний
Служба новостей ТПУ (news.tpu.ru), 05/11/2019
Ученые Томского политеха исследовали 3D-напечатанные пластиковые коллиматоры для лучевой терапии онкологических заболеваний
3Dpulse.ru, 07/11/2019
Томские ученые изучили возможность 3D-печати пластиковых коллиматоров для лучевой терапии
3dtoday.ru, 11/11/2019
Пластик заменит металл в лучевой терапии
Индикатор (indicator.ru), 10/11/2019
Томские ученые изучили возможность 3D-печати пластиковых коллиматоров для лучевой терапии
FamaPress Media (fama.press), 11/11/2019
Полимерные коллиматоры для терапии онкологии исследовали в ТПУ
Plastinfo (plastinfo.ru), 11/11/2019
Пластик заменит металл в лучевой терапии
Новости@Rambler.ru, 10/11/2019
Пластик заменит металл в лучевой терапии
Nanonewsnet.ru, 11/11/2019
Полимерные коллиматоры для терапии онкологии исследовали в ТПУ - Хорошие новости из России сейчас
RussiaGoodNews.ru, 11/11/2019

Похожие новости

  • 07/11/2017

    ТПУ и Токийский столичный университет будут развивать перспективные направления сотрудничества

    ​Перспективные направления сотрудничества Томского политехнического университета и Токийского столичного университета (Tokyo Metropolitan University) обсудили в пятницу представители двух вузов. С рабочим визитом Томский политех посетили вице-президент по международным связям токийского вуза Такая Охаши и координатор международного сотрудничества Сатоми Сузуки.
    931
  • 05/10/2019

    Определены победительницы конкурса «Для женщин в науке» L'OREAL - UNESCO 2019 года

    ​Победительницами конкурса "Для женщин в науке" L'OREAL - UNESCO 2019 года стали 10 ученых из Москвы, Казани, Новосибирска, Томска и Владивостока. Каждая из них получит стипендию в 500 тыс. рублей, говорится в сообщении на сайте конкурса, опубликованном 4 октября.
    605
  • 08/05/2019

    Биологи, медики и физики - в одной связке

    ​Если 20-е столетие в медицине было веком всевластия антибиотиков, то 21-е точно станет веком физики и робототехники в медицине. Потому что все значимые открытия в этой сфере с начала века были бы невозможны без участия физиков, материаловедов и программистов - это и искусственное сердце AbioCor, и биоискусственная печень, и таблетка с камерой для замены эндоскопии.
    335
  • 25/05/2017

    «Физика рака» — ученые обсуждают в Томске «раковое цунами», накрывающее человечество

    На Международной конференции «Физика рака: трансдисциплинарные проблемы и клинические применения», которая проходит в эти дни в МКЦ ТПУ, прозвучит почти 50 пленарных докладов ученых России и зарубежных стран — США, Израиля, Франции, Германии, Китая, Греции, Италии, Словении, Сербии.
    2019
  • 13/08/2018

    Томские ученые знают, как «захватить» наномир

    ​Пока мировое сообщество пытается узнать, что таят в себе морские глубины необъятного Мирового океана и бесконечное космическое пространство, зарубежные ученые Томского политехнического университета — профессора Рауль Родригес и Евгения Сергеевна Шеремет — пытаются «захватить» наномир и контролировать отдельные молекулы.
    667
  • 14/09/2018

    Физики обсуждают проблемы радиации и изменения климата

    ​В Томске проходит XIII Международная школа молодых ученых "Физика окружающей среды" имени А.Г. Колесника, посвященная 140-летию университета. Ее организаторами являются ТГУ и Институт оптики атмосферы им.
    886
  • 03/11/2018

    Исследование по Рамановской спектроскопии победило в первом конкурсе лучших научных статей молодых ученых ТПУ

    В Томском политехническом университете подвели итоги первого конкурса для молодых ученых «Лучшая научная статья ТПУ, содержащая элементы графической и мультимедийной визуализации – 2018». На рассмотрение конкурсного совета было представлено 11 статей.
    500
  • 03/10/2016

    Томский государственный университет: научные исследования - широким фронтом

    ​Томский государственный университет ведет научные исследования широким фронтом. Сегодня "Поиск" расскажет о последней находке палеонтологов, о достижениях химиков, помогающих фармацевтам, а также о проекте физиков, математиков и биологов, объединившихся в интересах медицины.
    2329
  • 07/11/2019

    Более 30 студентов и аспирантов ТПУ получили стипендии Президента и Правительства РФ

    ​В числе стипендиатов Президента РФ — четыре студента и семь аспирантов Томского политехнического университета. Стипендию Правительства России будут получать 13 студентов и семь аспирантов. В течение учебного года, помимо основной, они ежемесячно будут получать дополнительную стипендию.
    264
  • 20/10/2016

    Атомщики Сибири обсуждают в ТПУ термоядерный синтез и развитие ядерной медицины

    ​В Томском политехническом университете проходит VII школа-конференция молодых атомщиков Сибири. В течение трех дней молодые ученые из России и стран ближнего зарубежья будут обсуждать вопросы ядерной безопасности, развитие ядерной медицины, термоядерный синтез, а также реализацию проекта по созданию топлива и реакторов нового поколения "Прорыв".
    2482