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韩国最大癌症中心用3D打印技术辅助放疗研究

引言:在引进Raise3D Pro2 Plus后,韩国放射与医学科学研究所不仅解决了组织补偿膜(bolus)与人体的贴合问题,还熟练的结合3D打印机、切片软件以及材料拓展了研究方向,进一步提升放射治疗的技术与应用。

 

韩国放射与医学科学研究所(Korea Institute of Radiological & Medical Sciences,以下简称KIRAMS)位于首尔,成立于1962年。在过去的 4 年里,KIRAMS一直是韩国领先的癌症中心之一,开发癌症诊断和治疗技术,提供最新的治疗服务并维护创新的治疗设施。据韩国国家癌症数据库统计,KIRAMS为全国5-11%的癌症患者提供服务,是韩国最大的癌症中心。

 

图 | 韩国放射与医学科学研究所

(图源:韩国放射与医学科学研究所)

 

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传统工艺,无法满足最佳治疗效果

 

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。传统的组织补偿膜多由凡士林、石蜡等补偿材料制作,再由塑料膜封装起来。

 

KIRAMS在研究中发现以往在使用传统组织补偿膜时,由于补偿膜与人体皮肤表面的间隙程度不同,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。

 

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图 | 传统组织补偿膜

(图片源自网络)

 

为了改善这个问题,Jonah医生带领研究团队决定引进更灵活的制造工艺 —— 3D打印技术。

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,代理商向Jonah医生推荐了高精度3D打印机 —— Raise3D 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。

 

图 | 3D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。
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图 | 位于Jonah医生团队办公室的Pro2 Plus
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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。
– 定制术前模型,加速术前规划
图 | 3D打印术前模型
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。
自定义填充,调整模型密度
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。
                                                                             图 | 3D打印研究模型
– 低成本防辐射面罩材料模拟实验
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图 | 防辐射面罩(图片源自网络)
除了医疗设备的制作之外,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。
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– 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。