Um estudo utilizando impressão 3D em pacientes submetidos à radioterapia externa

Na radioterapia, os feixes de radiação de alta energia tratam os tumores danificando as células cancerígenas. Os planos de tratamento são elaborados com o objetivo de limitar a exposição aos tecidos saudáveis ​​adjacentes. Os feixes de radiação comumente usados ​​demonstram o "efeito poupador de pele", o que significa que a dose de radiação aumenta depois que o feixe entra na pele e, portanto, a dose máxima é atingida em alguma profundidade abaixo da pele. Para muitos tumores, isso poupa a pele da exposição desnecessária, garantindo que as células cancerígenas abaixo da pele recebam a dose máxima. No entanto, para cânceres localizados na superfície da pele ou logo abaixo dela, é desejável que a dose máxima esteja presente na superfície da pele. Nesses casos, um bolus (material com propriedades semelhantes ao tecido) é utilizado para simular o tecido e é colocado acima da pele. O acúmulo de dose ocorre dentro do bolo, permitindo assim que a dose máxima seja alcançada na superfície da pele. Além do tratamento de tumores superficiais, os bolus têm sido recentemente usados ​​para radioterapia de elétrons modulados (MERT). Para MERT, a espessura do bolus é variada para que a dose em uma profundidade específica possa ser variada em diferentes locais dentro do tecido. Com esta técnica, o bolus é personalizado para a anatomia específica do paciente e, assim, a exposição à radiação no tecido saudável é minimizada.

Os bolos são normalmente feitos de materiais moldáveis, como cera de parafina ou superflab. A preparação de bolus convencional tem suas desvantagens; o paciente é obrigado a estar presente, pode ser demorado e depende da habilidade do fabricante. Além disso, o grau de conformidade com a pele do paciente é limitado e, como resultado, pode haver lacunas de ar significativas entre o bolo alimentar e a pele do paciente. Essas lacunas de ar demonstraram criar uma redução significativa na dose de superfície.

O objetivo do presente estudo é melhorar o processo atual de preparação de bolos, criando bolos personalizados com impressão 3D. Bolos personalizados podem ser projetados no software Varian Eclipse e depois importados para um software de modelagem 3D, como o 3D Slicer. O modelo 3D pode então ser convertido em formato STL (Estereolitografia) que pode ser interpretado pelo software da impressora 3D. Vários estudos preliminares relataram sucesso na criação de tais bolos. Um estudo relatou um bom ajuste sem lacunas de ar (Kim) em seu bolo impresso em 3D. Além disso, vários estudos modelaram distribuições de dose de tecido para bolos impressos em 3D e encontraram resultados semelhantes aos obtidos para bolos convencionais.

Para o estudo atual, os investigadores inscreverão participantes que necessitem de bolus como parte de seu plano de tratamento. Um bolus convencional e 3D será fabricado para cada participante. Simulação computacional de distribuições de dose será usada para comparar parâmetros dosimétricos. Além disso, os intervalos de ar para ambos os bolos serão medidos. Para cada participante, o bolus que resulta em uma distribuição de dose mais otimizada será usado para o tratamento real do participante. A realização do estudo exigirá que cada participante inscrito seja submetido a uma tomografia computadorizada adicional para simular o tratamento com o bolus impresso em 3D.