Исследователи из медицинского центра Asan в Корее напечатали на 3D-принтере хирургические руководства, которые могут помочь онкологическим больным сохранить большую часть груди после операции.

Во время тестирования ученые обнаружили, что они не только могут настраивать свои устройства для каждого пациента, но и могут сохранить ткань на расстоянии до 1 см от опухоли. В будущем команда нацелена на дальнейшее развитие своей техники, чтобы индивидуальные руководства стали более широко применяться в процедурах рака груди.

«Больницы должны использовать МРТ для определения объема операции, однако [текущие] методы не могут напрямую определить степень рака груди», — сказал Ким Нам Гук, руководивший исследованием. «Исследование важно тем, что точность руководства по хирургии 3D-печати была доказана даже при раннем раке груди».

korean scientists 3d print surgical guides to aid breast tissue retention during cancer surgery 3d printing industry 6468fcc Созданное учеными руководство, напечатанное на 3D-принтере (на фото), оказалось способным сэкономить больше ткани груди, чем традиционные методы оптимизации процедуры. Фото из журнала Scientific Reports.

Принятие добавки для лечения больных раком    

Протоковая карцинома in situ (DCIS) — это самая ранняя форма рака груди, и, хотя она не считается непосредственно опасной для жизни, часто требуется лечение, чтобы остановить ее распространение. Благодаря увеличению числа активных скрининговых обследований выявляется все больше случаев заболевания DCIS, но многим женщинам по-прежнему требуется операция по сохранению груди (BCS).

Больницы активно пытаются сохранить как можно больше тканей груди во время BCS, удаляя только пораженные участки, но точность остается ключевым фактором в оптимизации операции. Несмотря на это, до 58 процентов случаев обычное сканирование недооценивает размер опухоли, что не позволяет хирургам достичь наилучших результатов для пациентов.

Проволочная локализация (WGL) — наиболее часто используемый метод повышения точности, но при этом существует риск порезания пораженной ткани или даже потери проволоки. В качестве альтернативы, команда из Университета Южной Флориды разработала метод локализации радиоактивных семян (RSL), однако его неблагоприятные радиационные эффекты не позволили его более широкому распространению.

По мнению корейских исследователей, методы WGL и RSL также имеют недостатки, потому что они несовместимы с более точными МРТ. Следовательно, команда решила разработать методику под контролем МРТ, которая могла бы позволить создавать устройства, оптимизированные для индивидуального использования каждого пациента.

korean scientists 3d print surgical guides to aid breast tissue retention during cancer surgery 3d printing industry 168ae70 Используя МРТ, исследователи смогли точно определить расположение опухолей у своих подопытных пациентов. Изображение из журнала Scientific Reports.

3D-печать и тестирование руководства команды

Чтобы проверить свою теорию, ученые заручились согласием одиннадцати пациентов с раком молочной железы использовать аддитивный справочник во время своих процедур. Получив одобрение, команда провела МРТ своих добровольцев и отделила раковые ткани от здоровых с помощью программного обеспечения Materialise Medical.

Ученые смоделировали свое руководство с погрешностью 0,5 см, чтобы обеспечить безопасность пациента. Затем, чтобы оптимизировать работу своих устройств, команда разработала его с отверстием для прикрепления к соску, а также надгрудинной выемкой, столбиком и канавками для маркировки ткани и находящихся под ней внутренних органов.

Затем к пациентам прикрепляли направляющие, после чего через колонки устройства вводили синий краситель, чтобы обозначить удаляемую ткань. Учитывая, что все одиннадцать пациентов продолжили лечение после операции, команда позже решила измерить их успех, используя точность своих продуктов.

В целом подход, основанный на МРТ, оказался более точным, чем существующие методы, и средний предел погрешности составил 11 мм. Кроме того, в трех случаях исследования опухоль не была замечена на УЗИ, но наблюдалась с помощью МРТ, что предотвратило необходимость проведения инвазивной биопсии.

Хотя команда признала, что размер их выборки был небольшим, они сочли свое 3D-печатное руководство успешным. Фактически, из-за различий, наблюдаемых в условиях их пациентов, ученые считают, что их устройство доказало способность повышать точность, независимо от стадии развития рака.

Средства от рака с помощью 3D-печати

В последние годы исследователи использовали технологии 3D-печати множеством способов, чтобы лучше бороться с раком в каждой из его различных форм.

Исследователи из Университета штата Вашингтон (WSU) создали пропитанные соей 3D печатные каркасы , способные бороться с раковыми клетками. После смешивания с тканями с биопечатью, ученые считают, что их костноподобное соединение может активно улучшить послеоперационный уход за молодыми онкологическими пациентами.

Точно так же группа испанских ученых разработала гидрогель, способный имитировать поведение лимфатических узлов человека . Объединив ПЭГ с гепарином, исследователи смогли напечатать на 3D-принтере структуру, которая позволила Т-клеткам более эффективно пролиферировать и бороться с раковыми клетками.

В другом месте исследователи из Университета Содружества Вирджинии напечатали на 3D-принтере живую модель опухолевых клеток , чтобы лучше понять, как прогрессирует болезнь. AM позволил команде более эффективно имитировать ключевые этапы распространения рака, а модель в конечном итоге может позволить им тестировать противораковые препараты.

Выводы исследователей подробно изложены в их статье под названием « Трехмерное печатное руководство по хирургии груди на основе магнитно-резонансной томографии для операций по сохранению груди при протоковой карциноме in situ: клиническое исследование ».

Соавторами исследования являются Чжэн-Ю Ву, Аиша Алзухаир, Хиджон Ким, Чон Вон Ли, Иль Ён Чунг, Джисун Ким, Сэ Бюль Ли, Бён Хо Сон, Гюнъюб Гонг, Хак Хи Ким, Джун Бом Со, Сэй Хён. Ан, Намкуг Ким и БомСок Ко.

Чтобы быть в курсе последних новостей о 3D-печати, не забудьте подписаться на информационный бюллетень индустрии 3D-печати, подписаться на нас в Twitter или поставить лайк на нашей странице в Facebook .

Вы ищете работу в индустрии аддитивного производства? Посетите раздел «Работа в 3D-печати», чтобы узнать о вакансиях в отрасли.

На представленном изображении показана 3D-модель хирургического руководства исследовательской группы. Изображение из журнала Scientific Reports.

Теги Медицинский центр Асан Ким Нам-гук Материализованный университет Южной Флориды Университет Содружества Вирджинии Университет штата Вашингтон korean scientists 3d print surgical guides to aid breast tissue retention during cancer surgery 3d printing industry b2e18b3

Пол Ханафи

Пол — выпускник факультета истории и журналистики со страстью к поиску последних новостей в сфере технологий.


Источник