Томские ученые предлагают использовать в лабораториях 3D-модели животных вместо настоящих
Томск. 9 августа. ИНТЕРФАКС - Ученые Томского политехнического университета (ТПУ) разработали трехмерные модели лабораторной крысы и мыши, которые могут целиком заменить настоящих животных на некоторых этапах исследований в области лучевой терапии онкологических заболеваний, сообщает пресс-служба вуза.
"Для внедрения нового эффективного метода лучевой терапии требуется большое количество исследований, которые проводят с использованием мелких лабораторных животных - мышей и крыс. Использование животных в медицинских целях неразрывно связано с этическими проблемами международного характера. Также значительная часть средств уходит на их покупку, содержание и утилизацию. Для того, чтобы сократить их использование в экспериментах, предлагается применять искусственные модели животных - фантомы", - говорится в сообщении.
Модели животных позволят опробовать новые методы лучевой терапии. При использовании этого метода лечения гибнут не только клетки злокачественных новообразований, но и здоровые. Чтобы минимизировать негативный эффект, необходимо правильно планировать терапию: получить томографические данные места облучения, корректно оконтурить опухоль и критические органы, выбрать необходимую дозу облучения, составить корректный план, проверить его с помощью модели животного и уже затем облучать пациентов.
"Мы занимаемся не только созданием фантомов (трехмерных моделей животных - ИФ), но и разработкой устройств для увеличения эффективности лучевой терапии и минимизации дозы облучения здоровых тканей. В качестве прототипов для создания моделей мы использовали мышей и крыс как наиболее распространенных видов животных, применяемых в доклинических исследованиях", - приведены в сообщении слова участницы исследования Анны Григорьевой.
Ученые проанализировали томографические данные лабораторных животных, чтобы определить точную анатомическую структуру. Затем на основе этих данных они создали цифровые трехмерные модели тела и некоторых внутренних органов животных. Так получились пригодные для печати 3D-модели.
Животных печатают из двух видов пластика. Для мягких тканей - ПЛА-пластик (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 спиной 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", - цитирует пресс-служба руководителя научной группы, доцента Исследовательской школы физики высокоэнергетических процессов ТПУ Сергея Стучеброва.
Отмечается, что каждую 3D-модель животного можно использовать неоднократно: срок их годности ограничен только случайным механическим повреждением.
Осенью текущего года ученые проведут дозиметрические испытания фантомов в НИИ онкологии Томского НИМЦ.
Томский политехнический университет основан в 1896 году, является первым в Сибири техническим вузом. В Национальном рейтинге университетов 2022 года, подготовленном Международной информационной группой "Интерфакс", ТПУ занимает 11-е место.
Читайте "Интерфакс-Образование" в "ВКонтакте"