韓國科學(xué)家開發(fā)3D打印手術(shù)指南為癌癥病人保留更多的乳房組織
時(shí)間：2020-11-30 08:01 來源：中國3D打印網(wǎng) 作者：中國3D打印網(wǎng) 閱讀：次
中國3D打印網(wǎng)11月30日訊，位于韓國的Asan醫(yī)學(xué)中心的研究人員使用3D打印的手術(shù)指南，可以幫助癌癥患者在手術(shù)后保留更多的乳房。科學(xué)家在測(cè)試過程中發(fā)現(xiàn)，他們不僅能夠?yàn)槊课换颊叨ㄖ圃O(shè)備，而且還能節(jié)省距腫瘤1cm的組織。將來，該小組的目標(biāo)是進(jìn)一步發(fā)展其技術(shù)，以使量身定制的指南在乳腺癌手術(shù)中得到更廣泛的采用。
領(lǐng)導(dǎo)該研究的Kim Nam-gook說“醫(yī)院必須使用MRI來確定手術(shù)范圍，但是，[當(dāng)前]方法無法直接標(biāo)記出乳腺癌上的癌癥程度，這項(xiàng)研究具有重要意義，因?yàn)樵搱F(tuán)隊(duì)的3D打印手術(shù)指南的準(zhǔn)確性已被證明，即使在早期乳腺癌中也是如此�！�
科學(xué)家的3D打印指南（如圖）被證明比傳統(tǒng)的程序優(yōu)化方法能夠節(jié)省更多的乳房組織。圖片來自《科學(xué)報(bào)告》雜志。
采用添加劑治療癌癥患者
乳腺導(dǎo)管原位癌（DCIS）是最早的乳腺癌形式，盡管它不被認(rèn)為直接威脅生命，但通常仍需要進(jìn)行治療以阻止其擴(kuò)散。由于主動(dòng)篩查檢查的增加，發(fā)現(xiàn)了越來越多的乳腺導(dǎo)管原位癌病例，但是許多婦女仍需要進(jìn)行保乳手術(shù)（BCS）。醫(yī)院積極地嘗試通過僅移除受影響的區(qū)域來在BCS期間盡可能多地保存乳房組織，但是精確度仍然是優(yōu)化手術(shù)的關(guān)鍵。盡管如此，在多達(dá)58％的病例中，常規(guī)掃描低估了腫瘤的大小，從而阻止了外科醫(yī)生獲得最佳的患者治療效果。
導(dǎo)線引導(dǎo)定位（WGL）是提高準(zhǔn)確性的最常用方法，但是有割傷受影響的組織甚至丟失導(dǎo)線的風(fēng)險(xiǎn)。另外，南佛羅里達(dá)大學(xué)的一個(gè)研究小組已經(jīng)開發(fā)了一種放射性種子定位（RSL）方法，但是其不利的輻射作用阻止了其廣泛采用。
韓國研究人員稱，WGL和RSL技術(shù)也存在缺陷，因?yàn)樗鼈兣c更精確的MRI掃描不兼容。因此，該團(tuán)隊(duì)選擇開發(fā)一種MRI引導(dǎo)的技術(shù)，該技術(shù)可以創(chuàng)建經(jīng)過優(yōu)化的設(shè)備以適合每個(gè)患者的個(gè)人情況。
使用MRI成像，研究人員能夠準(zhǔn)確地確定測(cè)試患者體內(nèi)腫瘤的位置。圖片來自《科學(xué)報(bào)告》雜志。
3D打印和測(cè)試團(tuán)隊(duì)指南
為了檢驗(yàn)他們的理論，科學(xué)家們獲得了11名乳腺癌患者的同意，他們?cè)谑中g(shù)過程中使用了附加指南。一旦獲得批準(zhǔn)，該團(tuán)隊(duì)便對(duì)志愿者進(jìn)行MRI掃描，并使用Materialise的Medical軟件將癌組織與健康組織分離。科學(xué)家以0.5厘米的誤差范圍為指南建模，以確保患者的安全。為了優(yōu)化其設(shè)備的性能，該團(tuán)隊(duì)隨后設(shè)計(jì)了一個(gè)孔，用于將其連接到乳頭上，并在胸骨上的槽口，圓柱和凹槽中標(biāo)記組織及其下層內(nèi)部。
然后，在將藍(lán)色染料通過設(shè)備的色譜柱注入之前，先將導(dǎo)向器連接到患者身上，以指示要取出的組織。鑒于所有11名患者在手術(shù)后都繼續(xù)接受治療，該團(tuán)隊(duì)后來選擇使用產(chǎn)品的準(zhǔn)確性來衡量他們的成功。
總體而言，該團(tuán)隊(duì)基于MRI的方法被證明比現(xiàn)有方法更為準(zhǔn)確，平均誤差范圍為11mm。此外，在該研究的三例病例中，在超聲檢查中未發(fā)現(xiàn)腫瘤，但通過MRI掃描發(fā)現(xiàn)了該腫瘤，從而無需進(jìn)行侵入性活檢。盡管該小組承認(rèn)樣本量很小，但他們認(rèn)為3D打印指南很成功。實(shí)際上，由于患者狀況的差異，科學(xué)家們認(rèn)為，無論癌癥的發(fā)展階段如何，他們的設(shè)備已被證明具有提高準(zhǔn)確性的能力。
領(lǐng)導(dǎo)該研究的Kim Nam-gook說“醫(yī)院必須使用MRI來確定手術(shù)范圍，但是，[當(dāng)前]方法無法直接標(biāo)記出乳腺癌上的癌癥程度，這項(xiàng)研究具有重要意義，因?yàn)樵搱F(tuán)隊(duì)的3D打印手術(shù)指南的準(zhǔn)確性已被證明，即使在早期乳腺癌中也是如此�！�
科學(xué)家的3D打印指南（如圖）被證明比傳統(tǒng)的程序優(yōu)化方法能夠節(jié)省更多的乳房組織。圖片來自《科學(xué)報(bào)告》雜志。
采用添加劑治療癌癥患者
乳腺導(dǎo)管原位癌（DCIS）是最早的乳腺癌形式，盡管它不被認(rèn)為直接威脅生命，但通常仍需要進(jìn)行治療以阻止其擴(kuò)散。由于主動(dòng)篩查檢查的增加，發(fā)現(xiàn)了越來越多的乳腺導(dǎo)管原位癌病例，但是許多婦女仍需要進(jìn)行保乳手術(shù)（BCS）。醫(yī)院積極地嘗試通過僅移除受影響的區(qū)域來在BCS期間盡可能多地保存乳房組織，但是精確度仍然是優(yōu)化手術(shù)的關(guān)鍵。盡管如此，在多達(dá)58％的病例中，常規(guī)掃描低估了腫瘤的大小，從而阻止了外科醫(yī)生獲得最佳的患者治療效果。
導(dǎo)線引導(dǎo)定位（WGL）是提高準(zhǔn)確性的最常用方法，但是有割傷受影響的組織甚至丟失導(dǎo)線的風(fēng)險(xiǎn)。另外，南佛羅里達(dá)大學(xué)的一個(gè)研究小組已經(jīng)開發(fā)了一種放射性種子定位（RSL）方法，但是其不利的輻射作用阻止了其廣泛采用。
韓國研究人員稱，WGL和RSL技術(shù)也存在缺陷，因?yàn)樗鼈兣c更精確的MRI掃描不兼容。因此，該團(tuán)隊(duì)選擇開發(fā)一種MRI引導(dǎo)的技術(shù)，該技術(shù)可以創(chuàng)建經(jīng)過優(yōu)化的設(shè)備以適合每個(gè)患者的個(gè)人情況。
使用MRI成像，研究人員能夠準(zhǔn)確地確定測(cè)試患者體內(nèi)腫瘤的位置。圖片來自《科學(xué)報(bào)告》雜志。
3D打印和測(cè)試團(tuán)隊(duì)指南
為了檢驗(yàn)他們的理論，科學(xué)家們獲得了11名乳腺癌患者的同意，他們?cè)谑中g(shù)過程中使用了附加指南。一旦獲得批準(zhǔn)，該團(tuán)隊(duì)便對(duì)志愿者進(jìn)行MRI掃描，并使用Materialise的Medical軟件將癌組織與健康組織分離。科學(xué)家以0.5厘米的誤差范圍為指南建模，以確保患者的安全。為了優(yōu)化其設(shè)備的性能，該團(tuán)隊(duì)隨后設(shè)計(jì)了一個(gè)孔，用于將其連接到乳頭上，并在胸骨上的槽口，圓柱和凹槽中標(biāo)記組織及其下層內(nèi)部。
然后，在將藍(lán)色染料通過設(shè)備的色譜柱注入之前，先將導(dǎo)向器連接到患者身上，以指示要取出的組織。鑒于所有11名患者在手術(shù)后都繼續(xù)接受治療，該團(tuán)隊(duì)后來選擇使用產(chǎn)品的準(zhǔn)確性來衡量他們的成功。
總體而言，該團(tuán)隊(duì)基于MRI的方法被證明比現(xiàn)有方法更為準(zhǔn)確，平均誤差范圍為11mm。此外，在該研究的三例病例中，在超聲檢查中未發(fā)現(xiàn)腫瘤，但通過MRI掃描發(fā)現(xiàn)了該腫瘤，從而無需進(jìn)行侵入性活檢。盡管該小組承認(rèn)樣本量很小，但他們認(rèn)為3D打印指南很成功。實(shí)際上，由于患者狀況的差異，科學(xué)家們認(rèn)為，無論癌癥的發(fā)展階段如何，他們的設(shè)備已被證明具有提高準(zhǔn)確性的能力。
3D打印的抗癌療法
近年來，研究人員已以多種方式利用3D打印技術(shù)，以更好地對(duì)抗各種形式的癌癥。華盛頓州立大學(xué)（WSU）的研究人員創(chuàng)造了一種注入大豆的3D打印支架，該支架能夠抵抗癌細(xì)胞。該研究小組相信，一旦混合到生物打印的組織中，它們的骨樣化合物可以積極改善年輕癌癥患者的術(shù)后護(hù)理。
同樣，西班牙的一組科學(xué)家開發(fā)了一種能夠模仿人類淋巴結(jié)行為的水凝膠。通過將PEG與肝素結(jié)合，研究人員能夠3D打印一種結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)可使T細(xì)胞更有效地增殖并對(duì)抗癌細(xì)胞。
在其他地方，弗吉尼亞聯(lián)邦大學(xué)的研究人員用3D打印了腫瘤細(xì)胞的實(shí)時(shí)模型，以更好地了解疾病的進(jìn)展。 AM使團(tuán)隊(duì)能夠更有效地模仿癌癥傳播的關(guān)鍵步驟，該模型最終可以使他們測(cè)試抗癌藥物。
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