Ученые Томского политехнического университета разработали гуманный способ проведения доклинических испытаний в области лучевой терапии онкологических заболеваний. Для этого используется дозиметрический фантом — трехмерная модель лабораторной крысы или мыши, которая на некоторых этапах исследований полностью заменяет настоящих животных.
Новый метод разработала научная группа ученых, инженеров и студентов под руководством доцента Исследовательской школы физики высокоэнергетических процессов ТПУ Сергея Стучеброва. Группа занимается созданием устройств для увеличения эффективности лучевой терапии при онкологических заболеваниях. Так как методы лечения в этой области постоянно совершенствуются, требуется огромное количество испытаний на лабораторных животных – мышах и крысах. Для того, чтобы уменьшить число живых существ, погибающих в процессе исследования, и сделать эксперименты более этичными и дешевыми, ученые предлагают применять искусственные модели — фантомы.
Фантомы создавались в несколько этапов: сначала ученые проанализировали томографические данные лабораторных животных, а затем на основе этих данных создали цифровые трехмерные модели тела и некоторых внутренних органов мышей и крыс. После этого были созданы 3D-модели из двух видов пластика: для мягких тканей —ПЛА-пластик или полилактид, для костных — специально изготовленный ПЛА-пластик с примесью меди. Готовая «фантомная» модель включает кожу, головной и спинной мозг, мышечные, костные и легочные ткани и максимально приближена к реальным характеристикам тканей животного. Искусственные ткани взаимодействуют с ионизирующим излучением так, как это происходило бы в организме настоящего животного.
Фантомные крысы могут использоваться неоднократно, срок их годности ограничен только случайным механическим повреждением.
Внутри модели можно разместить любое дозиметрическое оборудование – пленочные дозиметры, ионизационные камеры и т.д.
Осенью 2022 года ученые проведут испытания фантомов в НИИ онкологии Томского НИМЦ.
Проект подготовлен при поддержке гранта Министерства науки и высшего образования РФ.
