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在癌症临床前研究中，精确照射异种移植小鼠肿瘤部位并保护其他部位至关重要。研究人员设计了 3D 打印的不透射线背盾用于肿瘤特异性照射。结果显示，该背盾能有效屏蔽，保障动物安全。这为临床前研究提供了更安全、有效的工具123。
在癌症研究的征程中，小鼠模型尤其是异种移植小鼠模型，一直是科研人员探索肿瘤奥秘的得力助手。通过将人类肿瘤组织或细胞移植到小鼠体内，科研人员能够模拟肿瘤在人体内的生长、转移过程，进而研究新的治疗方法。然而，在进行放疗与新药联合治疗的效果测试时，精准照射肿瘤区域，同时保护小鼠身体其他部位不受辐射伤害，成为了一大难题。以往常用的铅屏蔽和定制聚丙烯容器，存在诸多不足，如铅材料不环保且有毒性。
为了解决这些问题，来自德国的研究人员开启了一项极具意义的研究。他们设计了一种 3D 打印的不透射线背盾，旨在实现对异种移植小鼠肿瘤的特异性照射，并在相关实验中对其进行评估。该研究成果发表在《3D Printing in Medicine 3,2》上。
研究人员开展此项研究时，用到了几个主要关键技术方法。首先是 3D 打印技术，使用 Bambu Lab P1S 打印机，不同材料选用不同的喷嘴进行打印。其次，通过对不同金属丝材进行屏蔽性能测试，筛选出最佳材料。此外，构建了异种移植小鼠模型，对小鼠进行分组、肿瘤细胞注射、随机化处理，并按照特定的照射方案进行照射，实验结束后还对血液、脾脏和股骨等进行样本采集和组织学分析。
研究结果如下：
- 屏蔽材料筛选：研究人员测试了 6 种不同的丝材的屏蔽能力，发现钨丝（Tungsten）的屏蔽性能最佳，其在不同射线设置下，剩余辐射值最低，因此被选用于 3D 打印用于肿瘤特异性照射的背盾45。
- 背盾设计与测试：使用 Shapr3D 软件设计出带有肿瘤部位特定开口的扇形背盾，并用聚乳酸（PLA）打印模具来固定背盾。在实验中，将小鼠分为异种移植对照组和照射组，对其进行照射实验6。
- 血液和组织分析：实验结束后，对小鼠血液样本、脾脏和骨骼进行检测。血液分析显示，照射组小鼠的红细胞（RBC）和白细胞（WBC）数量与对照组相比，无统计学显著差异，脾脏重量也无显著变化。组织学分析表明，脾脏和股骨的微观结构未受辐射影响，这表明定制的 3D 打印钨制背盾能够有效屏蔽辐射，保护小鼠身体其他部位789。
研究结论和讨论部分表明，3D 打印技术为制造符合实验需求的产品提供了快速且经济高效的方法。该研究设计的 3D 打印钨制背盾，在低剂量照射方案中，能够充分保护异种移植小鼠的身体，实现标准化条件下的皮下肿瘤照射。同时，该背盾具有诸多优势，如设计简单，可根据动物体型和肿瘤生长情况进行个性化调整；使用方便，能快速将动物转移到照射设备中；表面光滑，便于消毒，符合无特定病原体动物设施的使用要求。这一研究成果不仅为临床前癌症研究提供了更安全、有效的工具，也为 3D 打印技术在医学领域的应用开拓了更广阔的前景，推动了肿瘤放疗研究的发展，有助于科研人员更深入地探索癌症治疗的新策略。
