韓國科學家開發3D打印手術指南為癌癥病人保留更多的乳房組織
時間：2020-11-30 08:01 來源：中國3D打印網 作者：中國3D打印網 閱讀：次
中國3D打印網11月30日訊，位于韓國的Asan醫學中心的研究人員使用3D打印的手術指南，可以幫助癌癥患者在手術后保留更多的乳房。科學家在測試過程中發現，他們不僅能夠為每位患者定制設備，而且還能節省距腫瘤1cm的組織。將來，該小組的目標是進一步發展其技術，以使量身定制的指南在乳腺癌手術中得到更廣泛的采用。
領導該研究的Kim Nam-gook說“醫院必須使用MRI來確定手術范圍，但是，[當前]方法無法直接標記出乳腺癌上的癌癥程度，這項研究具有重要意義，因為該團隊的3D打印手術指南的準確性已被證明，即使在早期乳腺癌中也是如此。”
科學家的3D打印指南（如圖）被證明比傳統的程序優化方法能夠節省更多的乳房組織。圖片來自《科學報告》雜志。
采用添加劑治療癌癥患者
乳腺導管原位癌（DCIS）是最早的乳腺癌形式，盡管它不被認為直接威脅生命，但通常仍需要進行治療以阻止其擴散。由于主動篩查檢查的增加，發現了越來越多的乳腺導管原位癌病例，但是許多婦女仍需要進行保乳手術（BCS）。醫院積極地嘗試通過僅移除受影響的區域來在BCS期間盡可能多地保存乳房組織，但是精確度仍然是優化手術的關鍵。盡管如此，在多達58％的病例中，常規掃描低估了腫瘤的大小，從而阻止了外科醫生獲得最佳的患者治療效果。
導線引導定位（WGL）是提高準確性的最常用方法，但是有割傷受影響的組織甚至丟失導線的風險。另外，南佛羅里達大學的一個研究小組已經開發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技術也存在缺陷，因為它們與更精確的MRI掃描不兼容。因此，該團隊選擇開發一種MRI引導的技術，該技術可以創建經過優化的設備以適合每個患者的個人情況。
使用MRI成像，研究人員能夠準確地確定測試患者體內腫瘤的位置。圖片來自《科學報告》雜志。
3D打印和測試團隊指南
為了檢驗他們的理論，科學家們獲得了11名乳腺癌患者的同意，他們在手術過程中使用了附加指南。一旦獲得批準，該團隊便對志愿者進行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。為了優化其設備的性能，該團隊隨后設計了一個孔，用于將其連接到乳頭上，并在胸骨上的槽口，圓柱和凹槽中標記組織及其下層內部。
然后，在將藍色染料通過設備的色譜柱注入之前，先將導向器連接到患者身上，以指示要取出的組織。鑒于所有11名患者在手術后都繼續接受治療，該團隊后來選擇使用產品的準確性來衡量他們的成功。
總體而言，該團隊基于MRI的方法被證明比現有方法更為準確，平均誤差范圍為11mm。此外，在該研究的三例病例中，在超聲檢查中未發現腫瘤，但通過MRI掃描發現了該腫瘤，從而無需進行侵入性活檢。盡管該小組承認樣本量很小，但他們認為3D打印指南很成功。實際上，由于患者狀況的差異，科學家們認為，無論癌癥的發展階段如何，他們的設備已被證明具有提高準確性的能力。
領導該研究的Kim Nam-gook說“醫院必須使用MRI來確定手術范圍，但是，[當前]方法無法直接標記出乳腺癌上的癌癥程度，這項研究具有重要意義，因為該團隊的3D打印手術指南的準確性已被證明，即使在早期乳腺癌中也是如此。”
科學家的3D打印指南（如圖）被證明比傳統的程序優化方法能夠節省更多的乳房組織。圖片來自《科學報告》雜志。
采用添加劑治療癌癥患者
乳腺導管原位癌（DCIS）是最早的乳腺癌形式，盡管它不被認為直接威脅生命，但通常仍需要進行治療以阻止其擴散。由于主動篩查檢查的增加，發現了越來越多的乳腺導管原位癌病例，但是許多婦女仍需要進行保乳手術（BCS）。醫院積極地嘗試通過僅移除受影響的區域來在BCS期間盡可能多地保存乳房組織，但是精確度仍然是優化手術的關鍵。盡管如此，在多達58％的病例中，常規掃描低估了腫瘤的大小，從而阻止了外科醫生獲得最佳的患者治療效果。
導線引導定位（WGL）是提高準確性的最常用方法，但是有割傷受影響的組織甚至丟失導線的風險。另外，南佛羅里達大學的一個研究小組已經開發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技術也存在缺陷，因為它們與更精確的MRI掃描不兼容。因此，該團隊選擇開發一種MRI引導的技術，該技術可以創建經過優化的設備以適合每個患者的個人情況。
使用MRI成像，研究人員能夠準確地確定測試患者體內腫瘤的位置。圖片來自《科學報告》雜志。
3D打印和測試團隊指南
為了檢驗他們的理論，科學家們獲得了11名乳腺癌患者的同意，他們在手術過程中使用了附加指南。一旦獲得批準，該團隊便對志愿者進行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。為了優化其設備的性能，該團隊隨后設計了一個孔，用于將其連接到乳頭上，并在胸骨上的槽口，圓柱和凹槽中標記組織及其下層內部。
然后，在將藍色染料通過設備的色譜柱注入之前，先將導向器連接到患者身上，以指示要取出的組織。鑒于所有11名患者在手術后都繼續接受治療，該團隊后來選擇使用產品的準確性來衡量他們的成功。
總體而言，該團隊基于MRI的方法被證明比現有方法更為準確，平均誤差范圍為11mm。此外，在該研究的三例病例中，在超聲檢查中未發現腫瘤，但通過MRI掃描發現了該腫瘤，從而無需進行侵入性活檢。盡管該小組承認樣本量很小，但他們認為3D打印指南很成功。實際上，由于患者狀況的差異，科學家們認為，無論癌癥的發展階段如何，他們的設備已被證明具有提高準確性的能力。
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，以更好地對抗各種形式的癌癥。華盛頓州立大學（WSU）的研究人員創造了一種注入大豆的3D打印支架，該支架能夠抵抗癌細胞。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后護理。
同樣，西班牙的一組科學家開發了一種能夠模仿人類淋巴結行為的水凝膠。通過將PEG與肝素結合，研究人員能夠3D打印一種結構，該結構可使T細胞更有效地增殖并對抗癌細胞。
在其他地方，弗吉尼亞聯邦大學的研究人員用3D打印了腫瘤細胞的實時模型，以更好地了解疾病的進展。 AM使團隊能夠更有效地模仿癌癥傳播的關鍵步驟，該模型最終可以使他們測試抗癌藥物。
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(責任編輯：admin)
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