3D-печать в помощь онкологическим больным

Печать на 3D-принтерах все чаще применяется в медицине, в первую очередь для изготовления стоматологических имплантатов и протезирования конечностей. Технология учитывает индивидуальные особенности пациента и делает имплантат или протез комфортным.

С недавнего времени 3D-печать внедряют и в лечении онкологических пациентов. В 2016 году в Пекине провели операцию, в ходе которой 41-летнему пациенту заменили 5 позвонков, затронутых злокачественной опухолью, на напечатанный 19-сантиметровый имплантат. Он был разработан с учетом особенностей изгибов позвоночника пациента и возможной физической нагрузки. Имплантат прижился благодаря пористому материалу. В дальнейшем протез не будут заменять, так как на материал искусственного позвонка нарастет собственная костная ткань пациента и «интегрирует» его в теле.

От зарубежных коллег не отстают и российские врачи. В этом году НИИ онкологии им. Петрова впервые в стране установил больному хондросаркомой имплантат лонной кости, напечатанный на 3D-принтере.

Модель имплантата проектировалась на основе данных КТ и МРТ пациента. Сам имплантат изготовлен методом послойного лазерного плавления титанового порошка. Операция по его установке длилась 3,5 часа.

В ближайшее время врачи научно-исследовательского института попробуют применить ту же технологию для помощи больным с другими видами злокачественных опухолей. С помощью 3D-принтера из того же титанового порошка изготовят протез нижней челюсти для пациента с плоскоклеточным ороговевающим раком дна полости рта. Установка имплантата позволит ему нормально принимать пищу и закроет косметический дефект лица.

Обе операции оплачиваются за счет субсидии Минздрава на высокотехнологичную медицинскую помощь.

3D-печать в онкологии также применяется для оценки эффективности радиотерапии. Например, в Институте исследования рака в Лондоне печатают трехмерные модели опухолей для точного расчета доз облучения. С помощью моделей, которые показывают новообразование и находящиеся рядом органы пациента, достигается баланс между уничтожением раковых клеток и сохранением здоровых тканей. Для оценки эффекта радиоизотопной терапии напечатанные модели дополнительно заполняют жидкостью, схожей с той, что вводится больному.

В России применение 3D-принтеров для задач лучевой терапии исследует Томский политехнический университет. Его кафедра разрабатывает новый метод формирования терапевтических электронных пучков. Традиционно для этой задачи применяется система фильтрующих фольг, металлических коллиматоров и наборов блоков. 3D-печать позволяет быстро и менее затратно менять их форму, настраивая профиль пучка под конкретного пациента, что повышает эффективность терапии. Модели для печати создаются с учетом томографических данных больного и параметров медицинской аппаратуры, после чего происходит печать деталей из пластиковых наполнителей.

Для 3D-печати подходят не только искусственные материалы. Ученые исследуют возможности создания внутренних органов и новообразований из живых клеток. Для печати модели опухоли исследователи из Дрексельского университета в Филадельфии использовали злокачественные клетки, внедренные в структуру, состоящую из желатина, альгината натрия и белка фибрина. Получившийся объект пригодился для тестирования реакции опухоли на лечение.