Ученые Томского политехнического университета (далее - ТПУ) придумали, как отказаться от использования лабораторных животных при доклинических исследованиях в области лучевой терапии онкозаболеваний. Были разработаны дозиметрические фантомы — трехмерные модели лабораторной крысы и мыши, которые могут полностью заменить их на некоторых этапах.
Для внедрения новых методов лучевой терапии необходимо проводить много опытов на мелких лабораторных животных — мышах и крысах. Однако использование животных в лабораторных целях неразрывно связано с этическими проблемами.
«В качестве прототипов для создания копий мы использовали мышей и крыс, как наиболее распространенных видов животных, применяемых в доклинических исследованиях. При этом мы занимались не только созданием фантомов, но и разработкой устройств для увеличения эффективности лучевой терапии и минимизации дозы облучения здоровых тканей», — рассказала аспирантка Исследовательской школы физики высокоэнергетических процессов ТПУ Анна Григорьева.
Исследование проводилось в несколько этапов. Сначала ученые проанализировали томографические данные лабораторных животных, чтобы определить их точную анатомическую структуру. Затем на основе этих данных они создали цифровые трехмерные модели тела и некоторых внутренних органов животных. Таким образом, получилась пригодные для печати 3D-модели.
«Разные типы мягких тканей, например, мышцы и жир, при изготовлении требовали тонких настроек печати, но в итоге нам удалось максимально приблизить нашу модель к реальным характеристикам животного. А используемый пластик позволил имитировать свойства взаимодействия с ионизирующим излучением, как если бы это взаимодействие было с реальными тканями. Модель должна быть максимально приближена к реальной анатомии животного, принимая во внимание расположение и размеры внутренних органов и систем», — сообщил руководитель научной группы, доцент Исследовательской школы физики высокоэнергетических процессов ТПУ Сергей Стучебров.
Дополнительно ученые ТПУ предусмотрели возможность размещения в фантоме любого дозиметрического оборудования, например, пленочных дозиметров, ионизационных камер и термолюминесцентных дозиметров. По их словам, это позволит расширить возможности применения фантомов. В ближайшее время ученые проведут дозиметрические испытания фантомов в НИИ онкологии Томского НИМЦ.
Мышей и крыс используют в различных научных опытах потому, что это выгодно с экономической точки зрения и удобно в научном плане.
Мыши недорого стоят, их легко содержать
Они изучены вдоль и поперёк. Другими словами, это простая и понятная модель.
Мыши не так долго живут. То есть, если нужно оценить какие-то вещи, связанные с продолжительностью жизни, это тоже удобно.
Но, мыши и крысы – не единственные, кого используют в экспериментах: есть ещё морские свинки, кролики. В некоторых исследованиях – например, по приживаемости искусственно выращенных сосудов – используют овец. Многие опыты проводятся на кошках и собаках. А если речь идёт о чём-то близком к человеку, используются свиньи.
Для внедрения новых методов лучевой терапии необходимо проводить много опытов на мелких лабораторных животных — мышах и крысах. Однако использование животных в лабораторных целях неразрывно связано с этическими проблемами.
«В качестве прототипов для создания копий мы использовали мышей и крыс, как наиболее распространенных видов животных, применяемых в доклинических исследованиях. При этом мы занимались не только созданием фантомов, но и разработкой устройств для увеличения эффективности лучевой терапии и минимизации дозы облучения здоровых тканей», — рассказала аспирантка Исследовательской школы физики высокоэнергетических процессов ТПУ Анна Григорьева.
Исследование проводилось в несколько этапов. Сначала ученые проанализировали томографические данные лабораторных животных, чтобы определить их точную анатомическую структуру. Затем на основе этих данных они создали цифровые трехмерные модели тела и некоторых внутренних органов животных. Таким образом, получилась пригодные для печати 3D-модели.
«Разные типы мягких тканей, например, мышцы и жир, при изготовлении требовали тонких настроек печати, но в итоге нам удалось максимально приблизить нашу модель к реальным характеристикам животного. А используемый пластик позволил имитировать свойства взаимодействия с ионизирующим излучением, как если бы это взаимодействие было с реальными тканями. Модель должна быть максимально приближена к реальной анатомии животного, принимая во внимание расположение и размеры внутренних органов и систем», — сообщил руководитель научной группы, доцент Исследовательской школы физики высокоэнергетических процессов ТПУ Сергей Стучебров.
Дополнительно ученые ТПУ предусмотрели возможность размещения в фантоме любого дозиметрического оборудования, например, пленочных дозиметров, ионизационных камер и термолюминесцентных дозиметров. По их словам, это позволит расширить возможности применения фантомов. В ближайшее время ученые проведут дозиметрические испытания фантомов в НИИ онкологии Томского НИМЦ.
Мышей и крыс используют в различных научных опытах потому, что это выгодно с экономической точки зрения и удобно в научном плане.
Мыши недорого стоят, их легко содержать
Они изучены вдоль и поперёк. Другими словами, это простая и понятная модель.
Мыши не так долго живут. То есть, если нужно оценить какие-то вещи, связанные с продолжительностью жизни, это тоже удобно.
Но, мыши и крысы – не единственные, кого используют в экспериментах: есть ещё морские свинки, кролики. В некоторых исследованиях – например, по приживаемости искусственно выращенных сосудов – используют овец. Многие опыты проводятся на кошках и собаках. А если речь идёт о чём-то близком к человеку, используются свиньи.
