En studie som använder 3D-utskrift hos patienter som genomgår strålbehandling med extern strålning

Inom strålterapi behandlar högenergistrålar tumörer genom att skada cancerceller. Behandlingsplaner är utformade med målet att begränsa exponeringen för intilliggande friska vävnader. Vanligt använda strålningsstrålar visar den "hudsparande effekten" som innebär att stråldosen byggs upp efter att strålen kommer in i huden och därmed uppnås den maximala dosen på något djup under huden. För många tumörer skonar detta huden från onödig exponering samtidigt som cancercellerna under huden får maximal dos. För cancerformer som ligger vid eller strax under hudytan är det dock önskvärt att den maximala dosen finns på hudytan. I sådana fall används en bolus (material med egenskaper som liknar vävnad) för att efterlikna vävnad och placeras ovanför huden. Dosuppbyggnad sker inom bolusen, vilket gör att den maximala dosen kan nås vid hudytan. Bortsett från behandlingen av ytliga tumörer har bolus nyligen använts för modulerad elektronstrålningsterapi (MERT). För MERT varieras bolustjockleken så att dosen på ett specifikt djup kan varieras på olika platser i vävnaden. Med denna teknik anpassas bolusen för en patients specifika anatomi och därmed minimeras strålningsexponeringen mot frisk vävnad.

Bolusar är vanligtvis gjorda av formbara material som paraffinvax eller superflab. Konventionell bolusberedning har sina nackdelar; patienten måste vara närvarande, det kan vara tidskrävande och det är beroende av tillverkarens skicklighet. Dessutom är graden av överensstämmelse med patientens hud begränsad och som ett resultat kan det finnas betydande luftgap mellan bolusen och patientens hud. Sådana luftspalter har visat sig skapa en betydande minskning av ytdosen.

Målet med denna studie är att förbättra den nuvarande processen för bolusberedning genom att skapa skräddarsydda bolusar med 3D-utskrift. Anpassade bolusar kan designas i Varian eclipse-programvaran och sedan importeras till 3D-modelleringsprogram som 3D Slicer. 3D-modellen kan sedan konverteras till STL (Stereolithography) format som kan tolkas av 3D-skrivarprogramvaran. Flera preliminära studier har rapporterat framgång med att skapa sådana bolusdoser. En studie rapporterade bra passform utan luftgap (Kim) i deras 3D-utskrivna bolus. Dessutom modellerade flera studier vävnadsdosfördelningar för 3D-utskrivna bolusar och fann att resultat liknade de som erhölls för konventionella bolusdoser.

För den aktuella studien kommer utredarna att registrera deltagare som behöver bolus som en del av sin behandlingsplan. Både en konventionell och 3D-bolus kommer att tillverkas för varje deltagare. Datorsimulering av dosfördelningar kommer att användas för att jämföra dosimetriska parametrar. Dessutom kommer luftgap för båda bolusarna att mätas. För varje deltagare kommer den bolus som resulterar i en mer optimerad dosfördelning att användas för deltagarens faktiska behandling. Genomförandet av studien kommer att kräva att varje inskriven deltagare genomgår en ytterligare datortomografi för att simulera behandling med 3D-utskriven bolus.