科學(xué)家研發(fā)出3D動(dòng)物模型有望取代實(shí)驗(yàn)鼠

來(lái)源: 科技日?qǐng)?bào) 2022-08-17 16:00:14

俄羅斯科學(xué)家研發(fā)出一種用于劑量學(xué)研究的3D模型，可在某些階段完全取代實(shí)驗(yàn)室大鼠和小鼠，有望在癌癥放射治療領(lǐng)域臨床前研究中放棄使用實(shí)驗(yàn)動(dòng)物。

目前，放射療法被廣泛用于治療癌癥。為把治療的負(fù)面影響降到最低，需要制定正確的治療策略：獲取照射部位的X射線數(shù)據(jù)，確認(rèn)腫瘤和關(guān)鍵器官，選擇所需的放射劑量，借助劑量體模對(duì)其進(jìn)行檢查，然后才照射患者。

為了減少在實(shí)驗(yàn)中使用動(dòng)物，托木斯克理工大學(xué)使用了體模，也就是與實(shí)物大小相同的人工復(fù)制品。該大學(xué)高能過程物理研究所研究人員安娜·格里戈里耶娃稱，作為創(chuàng)建副本的原型，可使用小鼠和大鼠作為臨床前研究中最常見的動(dòng)物。

研究分幾個(gè)階段進(jìn)行。首先，需要分析實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的X光數(shù)據(jù)，以確定它們的確切解剖結(jié)構(gòu)。然后在這些數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，創(chuàng)建動(dòng)物身體和一些內(nèi)臟器官的數(shù)字3D模型，由此獲得適合打印的3D模型。模型制造過程使用了兩種塑料。對(duì)于軟組織來(lái)說(shuō)，PLA塑料或聚乳酸在3D打印中最常用;對(duì)于骨頭來(lái)說(shuō)，則使用特制的PLA塑料和銅的混合物。完成的打印模型包括皮膚、大腦和背部、肌肉、骨骼和肺組織。

研究人員稱，不同類型的軟組織，如肌肉和脂肪，在制造過程中需要精細(xì)的打印設(shè)置，使模型盡可能接近動(dòng)物的真實(shí)特征。所使用的塑料能模擬組織與電離輻射相互作用的特性，就好像與真實(shí)組織的相互作用一樣。模型應(yīng)最大限度接近動(dòng)物的真實(shí)解剖結(jié)構(gòu)，同時(shí)考慮到內(nèi)部器官和系統(tǒng)的位置和大小。

研究人員表示，使用體模有望減少臨床前試驗(yàn)中使用活體動(dòng)物的數(shù)量，這將使這些程序更便宜、更合乎倫理。體模也可重復(fù)使用，其保質(zhì)期僅受意外機(jī)械損壞的限制。(記者董映璧)

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