俄羅斯科學家研發出一種用于劑量學研究的3D模型,可在某些階段完全取代實驗室大鼠和小鼠,有望在癌癥放射治療領域臨床前研究中放棄使用實驗動物。
俄羅斯學者創建實驗動物3D模型
圖片來源:托木斯克理工大學/俄羅斯衛星通訊社
目前,放射療法被廣泛用于治療癌癥。為把治療的負面影響降到最低,需要制定正確的治療策略:獲取照射部位的X射線數據,確認腫瘤和關鍵器官,選擇所需的放射劑量,借助劑量體模對其進行檢查,然后才照射患者。
為了減少在實驗中使用動物,托木斯克理工大學使用了體模,也就是與實物大小相同的人工復制品。該大學高能過程物理研究所研究人員安娜·格里戈里耶娃稱,作為創建副本的原型,可使用小鼠和大鼠作為臨床前研究中最常見的動物。
研究分幾個階段進行。首先,需要分析實驗動物的X光數據,以確定它們的確切解剖結構。然后在這些數據的基礎上,創建動物身體和一些內臟器官的數字3D模型,由此獲得適合打印的3D模型。模型制造過程使用了兩種塑料。對于軟組織來說,PLA塑料或聚乳酸在3D打印中最常用;對于骨頭來說,則使用特制的PLA塑料和銅的混合物。完成的打印模型包括皮膚、大腦和背部、肌肉、骨骼和肺組織。
俄羅斯學者創建實驗動物3D模型
圖片來源:托木斯克理工大學/俄羅斯衛星通訊社
研究人員稱,不同類型的軟組織,如肌肉和脂肪,在制造過程中需要精細的打印設置,使模型盡可能接近動物的真實特征。所使用的塑料能模擬組織與電離輻射相互作用的特性,就好像與真實組織的相互作用一樣。模型應最大限度接近動物的真實解剖結構,同時考慮到內部器官和系統的位置和大小。
研究人員表示,使用體模有望減少臨床前試驗中使用活體動物的數量,這將使這些程序更便宜、更合乎倫理。體模也可重復使用,其保質期僅受意外機械損壞的限制。
來源:科技日報
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