Polscy naukowcy opracowali innowacyjny aplikator. Bezpieczne dostarczenie promieniowania
Skuteczna radioterapia śródoperacyjna wymaga nie tylko zaawansowanego akceleratora, ale także precyzyjnie zaprojektowanych elementów, które umożliwiają bezpieczne i dokładne dostarczenie promieniowania bezpośrednio do miejsca po usunięciu guza. Właśnie w tym obszarze naukowcy z Narodowego Centrum Badań Jądrowych dokonali istotnego osiągnięcia, opracowując innowacyjny aplikator przeznaczony do współpracy z akceleratorem śródoperacyjnym AQURE. Rozwiązanie to realnie zwiększa możliwości stosowania tej formy leczenia w praktyce klinicznej.
Radioterapia śródoperacyjna polega na jednorazowym napromienieniu tkanek bezpośrednio po wycięciu nowotworu, jeszcze na sali operacyjnej. Pozwala to zniszczyć komórki nowotworowe, które mogły pozostać w loży pooperacyjnej, a jednocześnie ograniczyć narażenie zdrowych tkanek. Aby było to możliwe, konieczne jest użycie aplikatora, który formuje wiązkę promieniowania i kieruje ją dokładnie tam, gdzie jest potrzebna. Jego konstrukcja musi zapewniać równomierne rozłożenie dawki, minimalizować rozproszenie promieniowania oraz być wygodna i bezpieczna w użyciu podczas zabiegu chirurgicznego.
Zaprojektowanie takiego elementu stanowiło duże wyzwanie technologiczne. Aplikator musiał być lekki, przezroczysty i biokompatybilny, a jednocześnie odporny na działanie promieniowania. Istotne było także to, aby jego ścianki były jak najcieńsze, co pozwala ograniczyć wielkość nacięcia chirurgicznego, ale jednocześnie wystarczająco wytrzymałe, by zapewnić stabilność całej konstrukcji. Badania prowadzone we współpracy z Wielkopolskim Centrum Onkologii oraz centrum druku 3D CADXPERT pozwoliły porównać różne materiały i warianty konstrukcyjne przy użyciu zaawansowanych symulacji komputerowych.
Zminimalizować ingerencję chirurgiczną
Analizy wykazały, że tradycyjne materiały, takie jak stal, aluminium czy pleksi, nie spełniają wszystkich wymagań jednocześnie. Albo prowadziły do nadmiernej masy aplikatora, albo wymagały zbyt grubych ścianek, co czyniło je niepraktycznymi w warunkach klinicznych. Przełomem okazało się przeprojektowanie kształtu aplikatora tak, aby jego ścianki stopniowo zwężały się w kierunku końcówki wprowadzanej do ciała pacjenta. Takie rozwiązanie pozwoliło zachować stabilność przy głowicy akceleratora i jednocześnie zminimalizować ingerencję chirurgiczną.
Kluczowe znaczenie miał również dobór materiału i technologii wykonania. Zastosowanie przezroczystej, biokompatybilnej żywicy MED610 oraz technologii druku 3D umożliwiło precyzyjne odwzorowanie złożonego kształtu aplikatora bez ograniczeń typowych dla tradycyjnych metod produkcji. Wykorzystana technika PolyJet pozwoliła uzyskać bardzo wysoką dokładność wykonania, co ma bezpośrednie przełożenie na jakość i bezpieczeństwo terapii. Przeprowadzone pomiary dozymetryczne potwierdziły, że aplikator spełnia wszystkie wymagania stawiane urządzeniom stosowanym w radioterapii śródoperacyjnej.
Opracowane rozwiązanie ma duże znaczenie praktyczne. Nowy aplikator jest lekki, bezpieczny i dostosowany do realiów pracy na sali operacyjnej, co ułatwia jego stosowanie przez lekarzy i zwiększa komfort pacjentów. Jednocześnie projekt pokazuje potencjał technologii druku 3D w medycynie, otwierając drogę do tworzenia w przyszłości elementów spersonalizowanych, dopasowanych do indywidualnych potrzeb pacjentów i konkretnych procedur terapeutycznych.
Źródło: Narodowe Centrum Badań Jądrowych
Czytaj też: Co ma najsilniejszy wpływ na ekosystemy w Polsce? Analiza danych z prawie 40 lat
Grafika tytułowa: Craig Cameron / Unsplash
