Ученые Томского политеха (ТПУ) придумали легкое и безопасное в изготовлении устройство - коллиматор, защищающий здоровые ткани во время лучевой терапии. Аналоги обычно делают из металлов в специальных лабораториях, томичи впервые использовали для этого 3D-печать, сообщил РИА Томск преподаватель Инженерной школы ядерных технологий ТПУ Юрий Черепенников.

Идеальная форма для пучка
"Чтобы во время лучевой терапии не пострадали здоровые ткани, нужно облучать строго определенную область. Самый лучший способ для этого - когда электронный пучок изначально имеет заданную форму, совпадающую с границами опухоли, а не стандартную квадратную или круглую", - поясняет Черепенников, кандидат технических наук, старший преподаватель отделения ядерно-топливного цикла Инженерной школы ядерных технологий ТПУ.

Для придания формы пучку используются специальные устройства - коллиматоры. Грубо говоря, это "сужатели", окошки для электронов, которые изготавливаются индивидуально на основе томографии пациента, под конкретную форму опухоли, и затем накладываются на излучатель.

"Во всем мире коллиматоры делаются из смеси металлов, чем тяжелее материал, тем эффективнее он поглощает излучение. Чаще всего используется сплав висмута, свинца, олова и кадмия. Но в жидком состоянии он токсичен, и для работы с ним больница должна оборудовать отдельное помещение с мощной вытяжкой. Плюс к этому нужен квалифицированный персонал", - рассказывает Черепенников.

Ученые Томского политеха первыми в мире предложили изготавливать коллиматоры с помощью устройств быстрого прототипирования - 3D-принтеров. В качестве материала используется ударопрочный полистирол - обычный, широко распространенный пластик.

"Современный 3D-принтер с очень хорошими характеристиками будет стоить в десятки раз дешевле, чем плавильная установка и организация условий для ее работы", - подчеркивает Черепенников.


Справа - металлический коллиматор, изготовленный для реального пациента Московской городской онкологической больницы №62. Слева - пластиковый, предложенный коллективом ученых ТПУ.

Пластик не хуже металла
Томичи провели серию экспериментов, доказывающих, что пластик столь же эффективен, как и металл. Они проходили в НИИ онкологии Томского НИМЦ, в Московской городской онкологической больнице №62, в немецкой Университетской клинике Гамбург-Эппендорф.

"На разных установках для электронного облучения мы измерили глубинное распределение дозы внутри пластика и вычислили точное значение толщины, необходимой, чтобы поглотить электронные пучки с той или иной энергией", - рассказывает Сергей Стучебров, кандидат физико-математических наук, доцент Исследовательской школы физики высокоэнергетических процессов ТПУ.

"В разработке устройств для лечения онкологических заболеваний (ускорителей, клинических дозиметров и так далее) Россия, к сожалению, сильно отстала - это очень сложно и дорого. Но мы можем предложить прорывные решения для эксплуатации уже существующих установок", - говорит Сергей Стучебров.

Исследования на людях пока не проводились. Сейчас коллектив готовится к испытаниям совместно с томским НИИ онкологии.

"Внедрение любой научной разработки, в том числе наших коллиматоров, в клиническую практику весьма трудоемкий и длительный процесс. Однако мы рассчитываем, что его ускорит наличие на территории Томской области специализированного Научного исследовательского медицинского центра, где разрабатываются новые подходы к лечению", - говорит еще один член научного коллектива Ирина Милойчикова, медицинский физик Отделения радиотерапии НИИ онкологии Томского НИМЦ и ассистент Отделения ядерно-топливного цикла Инженерной школы ядерных технологий ТПУ.

Она уточняет, что их разработка подходит для установок с электронным излучением, которые используются, в основном, для лечения близко расположенных новообразований.

В перспективе команда намерена работать над коллиматором для ускорителей с гамма-излучением, наиболее распространенных в лечении онкозаболеваний. Чтобы остановить гамма-пучок, нужно будет добавлять в пластик специальные примеси. Какие - предстоит выяснить.

Елена Тайлашева

Похожие новости

  • 09/01/2017

    ТГУ создает 3D-фильм о раскопках курганов в тувинской Долине царей

    ​Сотрудники Томского госуниверситета (ТГУ) планируют в 2017 году выпустить фильм в 3D об археологических раскопках в тувинской Долине царей, сообщила РИА Томск завлабораторией "Артефакт" Ольга Зайцева.
    816
  • 04/10/2016

    В Airbus Safran Launchers заинтересовались созданным в Томске наноматериалом

    ​Airbus Safran Launchers (совместное предприятие авиакосмического концерна Airbus Group и французской корпорации Safran) заинтересовалась разработанной в Томском госуниверситете технологией получения наноматериала - легкого, как алюминий, и прочного, как сталь, сообщил завлабораторией высокоэнергетических и специальных материалов ВУЗа Александр Ворожцов.
    994
  • 02/06/2017

    Алтайский госуниверситет встречает молодых ученых - участников Всероссийского конкурса СНО

    ​1 июня Алтайский государственный университет встречает участников III Всероссийского конкурса студенческих научных обществ и конструкторских бюро, в котором примут участие более 60 студенческих научных объединений со всей России.
    842
  • 28/06/2016

    3D-технологии завоевывают мир

    ​Вслед за автомобилями с автопилотом на дороги выходят самоуправляемые маршрутки. Первенцем новой концепции стал микроавтобус "Olli", созданный компанией Local Motors в сотрудничестве с IBM.  Как сообщает 3Dtoday, Local Motors наиболее известна в качестве первого производителя 3D-печатных автомобилей, а IBM предоставила необходимое аппаратное и программное обеспечение для интеграции 3D-печатного транспорта в облачный искусственный интеллект IBM Watson.
    1334
  • 03/07/2017

    Абитуриенты Томского госуниверситета создали бота для Telegram, сообщающего результаты ЕГЭ

    ​Абитуриенты Владимир Лебедев и Денис Шарапов подали документы в ТГУ одними из первых. Для поступления они выбрали недавно созданный Институт прикладной математики и компьютерных наук. Такой выбор не был спонтанным - ребята давно уже занимаются программированием, а примерно месяц назад они создали бота для Телеграм, который сообщал о результатах ЕГЭ.
    616
  • 20/03/2018

    Способ активации нанопорошка алюминия, разработанный учеными ТПУ, вошел в 100 лучших изобретений России

    ​Способ активации нанопорошка алюминия путем термического воздействия, разработанный научным коллективом Томского политехнического университета, вошел в число ста лучших изобретений России за 2017 год.
    138
  • 13/03/2018

    В Томске создают безэкипажный катер для работы с подводными аппаратами

    ​Безэкипажный катер, который разрабатывают ученые и магистранты Томского политехнического университета (ТПУ), позволит обслуживать подводные аппараты и навигационное оборудование для них, сообщил ТАСС научный руководитель проекта, заведующий лабораторией телекоммуникаций, приборостроения и морской геологии ТПУ Юрий Чурсин.
    127
  • 07/07/2016

    В ТПУ разработали универсальный порошок для дактилоскопии

    ​Универсальный порошок для дактилоскопии разработали в Томском политехническом университете. Авторами идеи стали студенты Энергетического института ТПУ. Основные преимущества новой разработки - получение более четкого следа отпечатка и универсальность.
    1072
  • 06/07/2016

    В Томском политехе разработали агроробота

    Ученые Юргинского технологического института (ЮТИ) Томского политехнического университета вместе со студентами разрабатывают агроробота, который сможет пахать землю, обрабатывать растения от вредителей и косить траву.
    1147
  • 07/08/2017

    Магистрант ТПУ будет разрабатывать алгоритмы для работы с большими данными

    ​Абитуриент Томского политехнического университета Алексей Кульневич - выпускник Северного (Арктического) федерального университета имени имени М. В. Ломоносова (г. Архангельск) - стал победителем олимпиады "Прорыв".
    480