放射治疗:3D打印保护盾牌

放射治疗用作占有一半以上的治疗癌症可以有效地缩小肿瘤和杀死癌细胞。但辐射治疗也会损害健康组织，包括口腔和胃肠道的组织。这种组织损伤可导致口腔粘膜炎，食管炎和前炎 - 疼痛且有时令人衰弱的组织损伤。据估计，这些伤害发生在美国200,000多名患者中。

在发表在高级科学的新文件中，调查人员描述了开发新个性化的努力，3 d打印的用于保护正在接受放射治疗的病人和防止放射引起的毒性的装置。迄今为止，这项工作已经在临床前模型中进行，并使用模拟来预测对人体的影响，为患者的临床试验奠定了基础。

“当我们用辐射治疗患者时，我们会尽最大努力减少接受辐射的健康组织区域，并将治疗分成小剂量，但这是一种很好的平衡。我们想要管理我们可以缩小肿瘤的最剂量没有造成损害健康组织,”主要作者詹姆斯·伯恩说,医学博士,博士后在Traverso实验室在布里格姆和麻省理工学院和高级主治医师放射肿瘤学在布里格姆,MGH,和丹娜-法伯癌症研究所。“通过这个项目，我们的目标是找到一种创新的解决方案，为患者提供个性化的保护。”

Byrne与一支多学科团队合作，包括放射肿瘤学，物理学家，机械工程师和胃肠病学家的专家。“胃肠科学家被召唤并不罕见，以便在案件上征求案件，以支持胃肠道中辐射的副作用，小肠或胃肠道中的其他任何地方的副作用，”相应作者C. Giovanni Traverso，MB，Bchir，Phd，胃肠学家和生物医学工程师在Brigham和麻省理工学院的胃肠学分区。“几年前，詹姆斯和我开始集思广益 - 如果我们能够开发一个可以帮助保护辐射场中的大部分正常组织的屏蔽怎么办？”

伯恩和他的同事们测试了各种材料——包括固体和液体——用来建造辐射防护屏。研究小组集中研究了可以防止伽马射线和x射线通过的高原子序数(Z)材料和减少辐射反向散射的其他材料。利用患者的CT扫描，该团队创建了针对每个患者的独特设计，并使用3d打印来生成这些设计。他们在老鼠和猪身上测试了盾牌。他们发现这种盾牌可以保护大鼠口腔和直肠的健康组织，在猪身上的放置具有良好的可行性和重现性。研究小组在模拟人体患者时估计，该设备可以在不减少对肿瘤的辐射剂量的情况下，将头颈部癌症患者口腔区域的辐射减少30%，前列腺癌患者胃肠道区域的辐射减少15%。

作者指出，这项工作是一个初步的概念验证研究，还需要更多的调查来将该设备转化为临床使用。然而，到目前为止，他们的研究结果表明，个性化的防护罩有朝一日可能有助于降低辐射毒性的风险。Byrne说:“我们的结果支持个性化设备减少放射治疗副作用的可行性。”“这种个性化的方法可能适用于各种癌症，并有可能减少我们患者的辐射损伤和毒性负担。”