Os escudos impressos em 3D podem proteger os pacientes durante a radioterapia?

Em um estudo inicial de prova de conceito, uma equipe multiinstitucional e multidisciplinar do Brigham and Women's Hospital, do Dana-Farber Cancer Institute, do Massachusetts General Hospital (MGH) e do Massachusetts Institute of Technology desenvolveu escudos impressos em 3D que protegeram com sucesso tecido saudável em ratos e porcos.

04 Mai, 2021

Escudos radioprotetores impressos em 3D produzidos a partir de imagens de TC podem ser usados ​​para proteger estruturas saudáveis ​​no trato gastrointestinal durante procedimentos de radioterapia, de acordo com uma pesquisa publicada online em 27 de abril na Advanced ScienceEm um estudo inicial de prova de conceito, uma equipe multiinstitucional e multidisciplinar do Brigham and Women's Hospital, do Dana-Farber Cancer Institute, do Massachusetts General Hospital (MGH) e do Massachusetts Institute of Technology desenvolveu escudos impressos em 3D que protegeram com sucesso tecido saudável em ratos e porcos. O grupo também estimou que os escudos poderiam reduzir a radiação em áreas da boca em 30% em pacientes com câncer de cabeça e pescoço e no trato gastrointestinal em 15% em pacientes com câncer de próstata - embora sejam mais econômicos do que um espaçador retal de hidrogel.

"Nossos resultados apóiam a viabilidade de dispositivos personalizados para reduzir os efeitos colaterais da radioterapia", disse o primeiro autor, Dr. James Byrne, PhD, em um comunicado do Brigham and Women's Hospital. "Esta abordagem personalizada pode ser aplicável a uma variedade de cânceres e tem o potencial de reduzir a carga de lesão por radiação e toxicidade para nossos pacientes."

A radioterapia pode danificar o tecido saudável, incluindo o tecido da boca e do trato gastrointestinal. Essas lesões teciduais podem levar à mucosite oral, esofagite e proctite, e estima-se que mais de 200.000 pacientes nos Estados Unidos sofram lesões gastrointestinais causadas por danos por radiação ao tecido normal, de acordo com os pesquisadores.

Como resultado, Byrne e colegas procuraram desenvolver uma solução personalizada para proteger os pacientes. Depois de testar uma variedade de materiais sólidos e líquidos para os escudos radioprotetores, eles se estabeleceram em materiais com altos números atômicos para bloquear gama e raios-x, bem como outros materiais para reduzir o retroespalhamento de radiação.

Usando o aplicativo de software 3D Slicer de código aberto, os órgãos em risco de danos induzidos por radiação são contornados em tomografias de diagnóstico. Esses contornos são gerados em modelos 3D. Em seguida, os escudos radioprotetores personalizados são impressos em 3D com materiais atenuantes incorporados para se adequar aos modelos 3D, de acordo com os pesquisadores.

Em testes iniciais em ratos e porcos, a equipe descobriu que os dispositivos poderiam proteger o tecido saudável da boca e reto em ratos e eram viáveis ​​e reproduzíveis em porcos. Em estudos de simulação em humanos, a modelagem dosimétrica em três pacientes com câncer de cavidade oral mostrou uma redução de dose de 30% na mucosa bucal normal e uma redução de dose de 15,2% no reto para câncer de próstata quando o material radioprotetor estava no local, de acordo com os investigadores.

Depois de realizar uma análise de custo-efetividade para uso em radioterapia localizada para câncer de próstata, os autores do estudo também descobriram que o dispositivo impresso em 3D era mais eficaz e menos caro do que uma estratégia em que nenhum dispositivo de proteção fosse usado e seria mais econômico do que um espaçador retal de hidrogel. “Esses dispositivos têm o potencial de mudar o paradigma do manejo clínico de pacientes recebendo radioterapia para câncer; ao reduzir a morbidade associada à radiação e, portanto, melhorar a adesão ao tratamento, eles têm o potencial de melhorar a sobrevida”, escreveram Byrne et al.

Mas eles observaram que mais trabalho será necessário antes que esta abordagem esteja pronta para uso clínico. "No entanto, esses dados sugerem que dispositivos radioprotetores personalizados impressos em 3D podem ter grande potencial para reduzir a toxicidade da radiação em ambientes clínicos onde a radiação é usada, incluindo terapia neoadjuvante e adjuvante, tratamento curativo e paliativos", escreveram. "Esta abordagem personalizada pode ser aplicável a uma variedade de cânceres que respondem à radioterapia, incluindo câncer de cabeça e pescoço, pulmão, próstata, anal, pele e ginecológicos, sarcomas e linfomas."

Imagem: Modelagem dosimétrica de dispositivos radioprotetores em pacientes. (A) Imagens axiais de TC do plano de radiação de um paciente com câncer de próstata com um dispositivo radioprotetor em comparação com sem um dispositivo radioprotetor (como tratado) mostrando o impacto do dispositivo na redução da exposição à radiação no reto. Comparação do plano dosimétrico com ou sem material atenuante em (B) pacientes com câncer de próstata (n = 3) e (C) pacientes com câncer de cavidade oral (n = 3). As doses médias foram calculadas como a média da dose para cada voxel contido no órgão; voxels de 2 mm × 2 mm em X e Y e 2,5 mm na direção Z; O valor p foi determinado pelo teste t pareado de duas amostras. Imagens e legenda cortesia de Advanced Science e Dr. James Byrne, PhD, et al. Licenciado sob CC BY-SA 4.0 .

Fonte: https://www.auntminnie.com/index.aspx?sec=sup&sub=cto&pag=dis&ItemID=132251

 

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