Optimierung der Brachytherapie: Spanische Forscher drucken 3D-Schutz zur Verbesserung der Strahlentherapie bei Hautkrebs

 5. Dezember 2017  Remziye Korner  

Schutzteile aus dem 3D-Drucker sollen bald Patienten, die sich einer schwierigen Tumorbehandlung unterziehen müssen, vor zu viel Strahlung schützen. So gelangt keine schädliche Strahlung an gesunde Hautpartien. Preisgünstig und zeitsparend ist die Methode obendrein.

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Eine Gruppe von Forschern aus Spanien hat mithilfe des 3D-Drucks eine neue Methode entwickelt, die bei der Behandlung von Patienten mit Hautkrebs helfen wird. Das Team, das an der Universität Rovira i Virgili, dem Institut IISPV und dem Krankenhaus Sant Joan de Reus angesiedelt ist, kann gesunde Haut vor den Auswirkungen der Strahlentherapie schützen, indem es personalisierte 3D-gedruckte Teile verwendet, basierend auf einem 3D-Scan des Gesichts des Patienten.

Die Brachytherapie

Die Brachytherapie zählt zu den wichtigsten strahlentherapeutischen Behandlungstechniken, wo Ärzte radioaktives Material direkt mit dem Tumor in Kontakt bringen. Die angrenzenden, gesunden Hautpartien werden dabei zerstört, es sei denn, etwas ist physisch im Weg, um sie zu schützen. Im Moment wird das Problem so gelöst, dass eine Form mit speziellem Alginatmaterial bis zu 24 Stunden auf dem Gesicht des Patienten verbleibt. Unangenehm für Patienten, die ohnehin schon mit ihrem potenziell lebensbedrohlichen Zustand kämpfen. Die 3D-Drucktechnologie macht das Erstellen des Schutzteils einfacher und komfortabler. Ärzte führen einen CT-Scan durch, der digital umgewandelt wird. Dabei wird ein virtuelles 3D-Modell des Gesichts des Patienten erstellt.

Patient mit der Maske
Ein Arzt simuliert die Anwendung der Hautkrebsbehandlung bei einem Patienten mit der mit dem 3D-Drucker hergestellten Maske (Bild © URV).

Dann druckt man das 3D-Teilstück, das die Gesichtspartie schützen soll. Der Prozess dauert sieben statt 24 Stunden und das entstehende Stück wird viel genauer an den Patienten angepasst. So wird die Strahlenbehandlung viel präziser und effektiver durchgeführt. Erste Tests fanden bei Patienten mit Krebserkrankungen im Nasenbereich statt. Diese Bereiche sind sehr unregelmäßig und schwierig in der Herstellung. Der Testlauf verlief erfolgreich, was wiederum bedeutet, dass die Technik auf jeden anderen Körperbereich angewendet werden kann.

Bisheriger Ablauf ohne 3D-Druck
Bisher mussten die Patienten den unangenehmen und aufwändigen Prozess des Formens mit Alginat durchlaufen (Bild © MCQ).

Welches Material wird genutzt?

Radiophysiker im Hospital Sant Joan de Reus arbeiten im Moment daran, herauszufinden, welches Material hier am besten geeignet ist. Bis jetzt wurden die Schutzteile mit PLA-Filamenten 3D-gedruckt, aber auch andere 3D-Drucker-Materialien werden getestet. Unabhängig davon, für welches Material sich die Forscher schlussendlich entscheiden, wird die Technik wesentlich kostengünstiger als das herkömmliche Formverfahren sein. Andreu Sintas, ein Elektroingenieur der URV und Laborant, der die Untersuchung leitete, sagte in einer Mitteilung des Diari Digital de la Universitat Rovira Virgili: „Die Kosten sind insgesamt auch günstiger, weil das Wachs, das jetzt verwendet wird, teurer ist als das Material, das ein 3D-Drucker benötigt.“

Forscher mit Masken
Die Forscher Mónica Arguís (links) und Meritxell Arenas (rechts) zeigen die beiden Maskentypen (Bild © URV).

Sintas veröffentlichte zusammen mit seinen Kollegen Domènec Puig von der Fakultät für Computertechnik und Mathematik der URV und den Forschern Meritxell Arenas und Monica Arguís vom IISPV und dem Universitätskrankenhaus Sant Joan de Reus ihre Arbeit im Journal of Contemporary Brachytherapy.

Krankenhaus Sant Joan de Reus
Das Krankenhaus Sant Joan de Reus in dem künftig derartige Eingriffe vorgenommen werden (Bild © Sant Joan de Reus).

Steht das bestmögliche Material fest, wird ein Investor gesucht, um ausreichend Material zu beschaffen. Das Personal wird geschult und das Krankenhaus wird die Technik in sein Standardprogramm aufnehmen. Die Forschung wurde von der Onkologie-Vereinigung Dr. Amadeu Pelegrí finanziert, einer Organisation, die sich der onkologischen Forschung verschrieben hat und Geld sammelt, um Krebsforschungsprojekte zu unterstützen und voranzubringen.

Nicht nur zum Schutz vor gefährlichen Strahlen, auch bei Knochenbrüchen können Masken aus dem 3D-Drucker verwendet werden. Der Profi-Fußballer Sergio Ramos erhielt erst kürzlich eine personalisierte Maske aus dem 3D-Drucker, als er sich im Spiel einen Nasenbruch zuzog, um seine Heilung zu beschleunigen. Auch bei Prothesen kommen 3D-Drucker zum Einsatz. Wie bei 3D-gedruckten rothesen von Glaze Prosthetics, die ebenfalls passgenau auf den Patienten zugeschnitten werden.

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