Miglioramento dei boli di consegna dei farmaci con una stampante 3D desktop e un iPhone

I ricercatori cinesi Dehua Kang, Bin Wang, Yinglin Peng, Xiaowei Liu e Xiaowu Deng esaminano i metodi per migliorare il bolo, rilasciando i dettagli del loro recente studio sull’elaborazione assistita da iPhone a basso costo per ottenere il bolo della radioterapia usando la ricostruzione della superficie ottica e la Stampa 3d “.

I boli generalmente servono come sistemi di consegna, spesso per i farmaci. In questo studio, la ricerca è incentrata sulla creazione di un bolo che “agisce come un equivalente di acqua”, aiutando a fornire la distribuzione della dose e una buona copertura. Nel creare un bolo tramite un iPhone e un sistema di stampa 3D desktop, i ricercatori hanno lavorato per creare sistemi più specifici per il paziente — fabbricati da due immagini CT del paziente (una per la progettazione della struttura del bolo; una volta per il calcolo della dose dopo che il bolo è stato creato).

Alla fine, è stato realizzato un bolo conforme con acrilonitrile-butadiene-stirene (ABS).

Procedura di ricostruzione del bolo usando il metodo SFM. (a) Le immagini acquisite sono state importate nell’area di lavoro SFM ed è stata eseguita la ricostruzione 3D. (b) La superficie del fantasma della testa e il modello di calibrazione della sfera. (c) La superficie del fantasma della testa con una linea di marcatura della regione del bolo. (d) La superficie del modello di calibrazione della sfera. (e) La deviazione della registrazione tra le due superfici dall’SFM e Marching Cube dalle immagini CT. (f) Bolus visualizzato nel file di formato STL. (g) Il bolo stampato con materiale ABS. (h) Il bolo è stato messo nel posto giusto sulla superficie del fantasma della testa.

“L’IC e l’HI dei piani di radioterapia con bolo grasso stampato e specifico per il paziente erano rispettivamente 0,817 e 0,910 (stampato) contro 0,697 e 0,887 (grasso)”, hanno spiegato i ricercatori.

“La copertura della dose di prescrizione per PTV nel piano con bolo stampato era molto migliore di quella nel piano con bolo grasso. Il V95% (volume percentuale ricevuto almeno il 95% della dose prescritta) e il D95% (dose coperta il 95% del volume) nel PTV erano 95,65% e 47,96 Gy (stampato) contro 88,39% e 46,11 Gy (grasso), mentre il valore della dose in ogni OAR era molto simile per i due piani, rispettivamente. ”

Confronto dei valori HI, CI, V95% e D95% di PTV tra il bolo stampato e il piano del bolo grasso.

Confronto dei parametri degli OAR tra il bolo stampato e il piano del bolo grasso.

“I risultati hanno dimostrato che la copertura della dose e la conformità del piano con bolo stampato era superiore a quella con bolo grasso, con una copertura di dose più elevata nell’area del PTV superficiale.”

Il pannello di sinistra mostra la distribuzione della dose del piano IMRT a 5 raggi senza un pezzo di bolo grasso. Il pannello di destra mostra la distribuzione della dose del piano IMRT a 5 raggi con bolo stampato. La dose minima di lavaggio del colore era 4750 cGy. Il fondo sono le viste sagittale e coronale secondo i piani corrispondenti, rispettivamente.

DVH dei due piani con bolo stampato e un pezzo di bolo grasso, rispettivamente

Nella simulazione fantasma, i ricercatori hanno notato una migliore distribuzione del dosaggio rispetto al bolo iniziale, insieme a una migliore copertura e conformità.

“Il V95% per il PTV era del 95,65% (bolo stampato in 3D) contro l’88,39% (bolo grasso)”, hanno detto i ricercatori. “L’IC e l’HI del piano con bolo stampato in 3D sono aumentati a 0,817 e 0,910 da 0,697 e 0,887 di quello con un bolo grasso, rispettivamente.”

La simulazione ha mostrato che il grande divario d’aria diminuiva con la somministrazione della dose. L’acquisizione delle immagini è stata facile con il nuovo processo, nonostante la necessità di includere l’intero obiettivo all’interno di ogni immagine. Ogni immagine richiedeva anche una parte sovrapposta a quella vicina, nel tentativo di ridurre il numero di scansioni necessarie e le visite dei pazienti. I ricercatori hanno notato alcuni dei classici vantaggi della stampa 3D durante il processo, dall’accessibilità nei materiali a una maggiore convenienza nella produzione.

“Per ridimensionare la struttura ricostruita, è stato utilizzato un modello a sfera con trame di geometria nota per la calibrazione della scala, che ha assicurato un’accurata ricostruzione 3D per progettare il bolo in modo conforme sul corpo irregolare del paziente. Il raggio del modello di sfera era impostato su 15 mm perché una sfera più grande avrebbe bloccato il fantasma della testa, mentre una sfera più piccola avrebbe portato a una bassa precisione nel risultato della ricostruzione. L’algoritmo di adattamento della sfera 3D per la superficie della sfera è un metodo robusto e preciso “, hanno concluso i ricercatori. “Il rapporto tra il raggio di adattamento e il raggio noto è stato utilizzato come fattore di ridimensionamento per la struttura ricostruita. Nella scena della superficie 3D, è più difficile e complicato misurare la distanza tra due punti sulla superficie irregolare,

“Il piano di simulazione mostra che il bolo stampato era soddisfacente per l’applicazione per migliorare la copertura della dose e la conformità nel trattamento IMRT per un bersaglio superficiale nelle aree della testa e del collo.”

Be the first to comment on "Miglioramento dei boli di consegna dei farmaci con una stampante 3D desktop e un iPhone"

Leave a comment