Подопытных крыс будут печатать на 3D-принтере для поиска лечения от онкологии
Трёхмерные модели крыс и мышей позволят полностью заменить живых подопытных. Специальный принтер сможет напечатать объект, состоящий из кожи, головного и спинного мозга, мышечных, костных и легочных тканей. Это позволит в полной мере заменить живых животных прототипами (так называемые дозиметрические фантомы).
Эту новинку придумали в Томском политехническом университете под руководством доцента Исследовательской школы физики высокоэнергетических процессов ТПУ Сергея Стучеброва.
Дозиметрические фантомы пригодятся для доклинических испытаний, таких, как облучение (при котором погибают не только клетки злокачественных новообразований, но и здоровые), а значит, количество умирающих при экспериментах крыс и мышей снизится, что благоприятно скажется на снижении бюджета, выделяемого на покупку и содержание животных.
Такие исследования необходимо проводить, дабы не тестировать лучевую терапию и прочие средства лечения сразу на людях. Введение подобных прототипов свершилось благодаря подробному изучению анатомии животных и созданию цифровых моделей тела и органов крыс и мышей.
Для изготовления модели ученые использовали два вида пластика. Для мягких тканей — ПЛА-пластик, или полилактид, один из самых широко распространенных материалов для 3D-печати. А для костных — специально изготовленный ПЛА-пластик с примесью меди. Готовая напечатанная модель включает кожу, головной и спинной мозг, мышечные, костные и легочные ткани.
«Разные типы мягких тканей, например мышцы и жир, при изготовлении требовали тонких настроек печати, что позволило в итоге максимально приблизить нашу 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. Модель должна быть максимально приближена к реальной анатомии животного, принимая во внимание расположение и размеры внутренних органов и систем», — добавляет руководитель научной группы, доцент Исследовательской школы физики высокоэнергетических процессов ТПУ Сергей Стучебров.
Фантомы (политехники) значительно дешевле живых существ, их можно использовать несколько раз, и предполагается, что спектр их применения значительно выше, чем у грызунов. Дополнительно ученые предусмотрели возможность размещения в фантоме любого дозиметрического оборудования, например пленочных дозиметров, ионизационных камер и термолюминесцентных дозиметров.
Осенью 2022 года ученые проведут дозиметрические испытания фантомов в НИИ онкологии Томского НИМЦ.
Источник и фото: Служба новостей Томский политехнический университет
Фото: pexels.com
