案例 l 韩国最大癌症中心用3D打印定制组织补偿膜,提高放疗预后效果

恶性肿瘤(癌症)已经成为严重威胁人群健康的主要公共卫生问题之一。例如,近10多年来,我国的恶性肿瘤发病率每年保持约3.9%的增幅,死亡率每年保持2.5%的增幅。当前,放疗早已与手术、化疗并列成为肿瘤治疗的三大核心手段。从医学的角度看,目前大约近70%的肿瘤患者需要进行不同程度的放射治疗。[1]

放射治疗中有一个很重要的医疗装备——组织补偿膜(bolus),用于在进行放射治疗时,辅助医生控制辐射剂量。传统的组织补偿膜,由于与人体皮肤表面的间隙程度不同,在放疗中会导致放射剂量难以控制,无法达到最佳的治疗效果,严重的话甚至还会造成患者皮肤损伤等负面影响。

韩国放射与医学科学研究所(Korea Institute of Radiological & Medical Sciences,以下简称KIRAMS)在研究中发现了这个问题,并通过3D打印技术获得了改善,这对提高肿瘤放疗预后效果具有积极的意义。

block 3D打印,提高放疗预后效果

传统的组织补偿膜多由凡士林、石蜡等补偿材料制作,再由塑料膜封装起来。

为了改善补偿膜的现有的问题,韩国放射与医学科学研究所Jonah医生团队

决定引进更灵活的制造工艺 —3D打印技术。

Raise3D_Korean传统组织补偿膜

block 3D打印工艺,提高放疗预后效果

为了保障医疗装备制作的准确性,3D打印销售企业向Jonah医生推荐了Raise3D 上海复志的高精度3D打印机Pro2 Plus。最小层厚达到0.01mm的Pro2 Plus能更精确地辅助医生根据每个患者的身体结构定制组织补偿物,从而使皮肤和组织补偿物之间紧密贴合,提高放疗预后效果。

Raise3D_Korean_2 Raise3D_Korean_33D打印的组织补偿膜

支持305×305×605 mm打印尺寸的Pro2 Plus还实现了大尺寸组织补偿物一体成型,为制作团队节省了大量的组装时间。

Raise3D_Korean_4位于Jonah医生团队办公室的Pro2 Plus

block 全面应用3D打印技术,拓展研究方向

在熟练使用Raise3D Pro2 Plus后,Jonah医生团队对3D打印技术的应用也越来越得心应手,他们发现可以将打印机,切片软件以及材料结合起来,做更广阔的医学研究。

I 定制术前规划模型

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在以往,制定一项手术时会用到很多工具提前研究患者病情。有了Raise3D Pro2 Plus后,Jonah医生可以快速且精确地打印出术前模型,更直观地观测到患者需要手术的部位,加速术前规划。

I  低成本防辐射面罩材料模拟实验

Raise3D_Korean_6

Jonah医生团队还在研究辐射对材料的影响,以验证用于制作防辐射面罩的材料的性能。在传统的测试中,材料价格昂贵,且难以加工,一项实验将花费大量的时间和成本。

在引进3D打印机后,Jonah医生决定利用与防辐射面罩材料具有相同基本密度或质量的3D打印材料来进行模拟实验。Raise3D Pro2 Plus可以兼容多种材料,为Jonah医生的这项实验提供了宽泛的研究基础。

I  自定义填充,调整模型密度

Raise3D_Korean_7

在使用ideaMaker对模型进行切片时,不仅能快速生成不同材料的打印参数,还可以根据打印需求对参数进行自定义。Jonah医生团队便是利用了自定义填充结构以及密度调整的功能,打印出不同密度的模型,用做更深度的医学研究。

block 扩展材料应用,持续未来研究

Jonah医生团队是3D打印技术在放射医疗应用的典型例子。他们发现,由于某些材料的可扩展性,3D打印具有更大的价值。他们的下一步实验计划是打印柔性和金属材料,继续拓宽研究范围。Raise3D打印机对材料的高度兼容性,以及不断丰富的开放式耗材(OFP)项目,将是支持他们研发进展至关重要的环节。

[1]参考数据来源:动脉网;健康界。

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