Studie využívající 3D tisk u pacientů podstupujících externí radiační terapii

Při radiační terapii léčí paprsky vysokoenergetického záření nádory tím, že poškozují rakovinné buňky. Léčebné plány jsou navrženy s cílem omezit expozici sousedních zdravých tkání. Běžně používané paprsky záření demonstrují "skin-sparing effect", což znamená, že dávka záření narůstá poté, co paprsek vstoupí do kůže, a tak je maximální dávky dosaženo v určité hloubce pod kůží. U mnoha nádorů to šetří kůži zbytečné expozice a zároveň zajišťuje, že rakovinné buňky pod kůží obdrží maximální dávku. U rakovin, které leží na nebo těsně pod povrchem kůže, je však žádoucí, aby maximální dávka byla přítomna na povrchu kůže. V takových případech se k napodobení tkáně použije bolus (materiál s vlastnostmi podobnými tkáni) a umístí se nad kůži. Ke zvýšení dávky dochází v rámci bolusu, což umožňuje dosažení maximální dávky na povrchu kůže. Kromě léčby povrchových nádorů se bolusy v poslední době používají pro terapii modulovaným elektronovým zářením (MERT). U MERT se tloušťka bolusu mění tak, aby se dávka ve specifické hloubce mohla měnit na různých místech v tkáni. Pomocí této techniky je bolus přizpůsoben pro specifickou anatomii pacienta, a tak je minimalizována radiační expozice zdravé tkáně.

Bolusy jsou obvykle vyrobeny z tvarovatelných materiálů, jako je parafínový vosk nebo superflab. Konvenční bolusová příprava má své nevýhody; je vyžadována přítomnost pacienta, může to být časově náročné a závisí to na zručnosti zpracovatele. Kromě toho je omezená míra shody s kůží pacienta a v důsledku toho mohou být mezi bolusem a kůží pacienta značné vzduchové mezery. Ukázalo se, že takové vzduchové mezery vytvářejí významné snížení povrchové dávky.

Cílem této studie je zlepšit současný proces přípravy bolusu vytvořením bolusů na míru pomocí 3D tisku. Přizpůsobené bolusy lze navrhnout v softwaru Varian eclipse a poté je importovat do softwaru pro 3D modelování, jako je 3D Slicer. 3D model lze poté převést do formátu STL (stereolitografie), který lze interpretovat pomocí softwaru 3D tiskárny. Několik předběžných studií zaznamenalo úspěch při vytváření takových bolusů. Jedna studie uvedla, že jejich 3D tištěný bolus dobře sedí bez vzduchových mezer (Kim). Kromě toho několik studií modelovalo distribuci tkáňových dávek pro 3D tištěné bolusy a zjistilo, že výsledky byly podobné těm, které byly získány pro konvenční bolusy.

Pro současnou studii zařadí zkoušející účastníky, kteří vyžadují bolusy jako součást svého léčebného plánu. Pro každého účastníka bude vyroben konvenční i 3D bolus. K porovnání dozimetrických parametrů bude použita počítačová simulace distribuce dávek. Navíc budou měřeny vzduchové mezery pro oba bolusy. Pro každého účastníka bude pro skutečnou léčbu účastníka použit bolus, který vede k optimalizovanější distribuci dávky. Provedení studie bude vyžadovat, aby každý přihlášený účastník podstoupil další CT sken k simulaci léčby pomocí 3D tištěného bolusu.