Ранее сообщалось, что в 2018 году междисциплинарная группа исследователей ТПУ получила грант Российского научного фонда (РНФ №18-79-10052) для молодых ученых на разработку программно-аппаратного комплекса для 3D-печати коллиматоров. Это устройства, которые придают пучку при лучевой терапии, применяемой для лечения онкозаболеваний, нужную форму, а также защищают от облучения здоровые ткани организма.
В состав научной группы входят доцент отделения ядерно-топливного цикла ТПУ Юрий Черепенников, доцент Исследовательской школы физики высокоэнергетических процессов Сергей Стучебров, преподаватель отделения ядерно-топливного цикла Ирина Милойчикова, инженеры Ангелина Красных и Анна Григорьева.
"По результатам наших работ по гранту РНФ, мы получили патент на коллимирующие устройства, изготовленные на 3D-принтере, для лучевой терапии опухолей, и сейчас дорабатываем программно-аппаратный комплекс для их изготовления. Чтобы использовать его в клинической практике потребуется еще получить лицензии, провести доклинические и клинические испытания", – рассказал РИА Томск Черепенников.
По словам разработчиков, главная задача их исследования – сформировать пучок электронов, строго соответствующий форме опухоли, чтобы не облучать не затронутые поражением ткани. Традиционно коллиматор для формирования пучка отливается из металла либо вытачивается на станке – это долго и дорого (кроме того, в радиологическом корпусе клиники просто не может быть своего токарного цеха).
"Наша задача сделать так, чтобы пучок излучения строго повторял контуры опухоли с заданного ракурса. Мы доказали, что для этого можно использовать не только металлические коллиматоры, но и пластиковые, подобрали оптимально подходящий для этого вид пластика и разработали технологию печати на 3D-принтере. Опытные образцы мы уже печатаем", – рассказал Стучебров.
По его словам, радиационные ускорители, которые производят крупные медицинские корпорации, уже имеют собственные системы планирования, которые позволяют разработать оптимальную интенсивность и время облучения опухоли. Продвинутые системы планирования рассчитывают и оптимальную форму пучка излучения. Программно-аппаратный комплекс ТПУ позволит брать эти данные и изготавливать коллиматоры нужной формы.
"Сейчас наша задача полностью автоматизировать программно-аппаратный комплекс, построить работающий макет, который позволит врачу с помощью несложных действий изготовить коллиматор нужной формы без привлечения каких-то узких специалистов со стороны. А внедрять это все в клиническую практику мы будем совместно с производителями на их установках", – сказал Стучебров.
В настоящее время сотрудники лаборатории исследовали доступные для 3D-печати пластики, отобрали наиболее подходящие для производства коллиматоров и доказали с точки зрения физики, что пластиковые коллиматоры не уступают по своим свойствам металлическим.
Следующий шаг после завершения исследования – получение медицинских сертификатов и внедрение программно-аппаратного комплекса, разработанного в ТПУ, в клиническую практику. Этот этап ученые планируют пройти совместно с производителями медицинских ускорителей частиц.
"В России нет производителей современных медицинских ускорителей, поэтому переговоры надо будет вести с международными гигантами медицинской индустрии. Для этого мы должны завершить грант, получить опытный образец – этакую научную поделку, которая продемонстрирует все описанные нами возможности, а дальше уже с серьезными промышленными инженерами будем развивать разработку", – рассказал Черепенников.
По словам ученых, крупные корпорации, разрабатывающие медицинские установки, имеют собственные научно-исследовательские институты, опытные производства, а, следовательно, и необходимые производственные мощности.
"Надо будет с ними связываться, предлагать результаты наших исследований на службу человечества. Мы не ставим цель заработать огромную кучу денег, хотя, конечно, хотелось бы надеяться. Но намного важнее, чтобы эти разработки пошли в дело, использовались для людей – мы этим будем по-настоящему гордиться", – подчеркнул Стучебров.
Предполагается, что еще год научная группа ТПУ будет доводить свой программно-аппаратный комплекс "до ума", строить прототип установки и готовить отчет по гранту РНФ. Далее начнутся переговоры с компаниями-производителями медицинских ускорителей. В этих переговорах разработчики рассчитывают на поддержку университета.
