3D动物模型有望取代实验鼠

科技日报记者 董映璧

俄罗斯科学家研发出一种用于剂量学研究的3D模型，可在某些阶段完全取代实验室大鼠和小鼠，有望在癌症放射治疗领域临床前研究中放弃使用实验动物。

目前，放射疗法被广泛用于治疗癌症。为把治疗的负面影响降到最低，需要制定正确的治疗策略：获取照射部位的X射线数据，确认肿瘤和关键器官，选择所需的放射剂量，借助剂量体模对其进行检查，然后才照射患者。

为了减少在实验中使用动物，托木斯克理工大学使用了体模，也就是与实物大小相同的人工复制品。该大学高能过程物理研究所研究人员安娜·格里戈里耶娃称，作为创建副本的原型，可使用小鼠和大鼠作为临床前研究中最常见的动物。

研究分几个阶段进行。首先，需要分析实验动物的X光数据，以确定它们的确切解剖结构。然后在这些数据的基础上，创建动物身体和一些内脏器官的数字3D模型，由此获得适合打印的3D模型。模型制造过程使用了两种塑料。对于软组织来说，PLA塑料或聚乳酸在3D打印中最常用；对于骨头来说，则使用特制的PLA塑料和铜的混合物。完成的打印模型包括皮肤、大脑和背部、肌肉、骨骼和肺组织。

俄罗斯学者创建实验动物3D模型
图片来源：托木斯克理工大学/俄罗斯卫星通讯社

研究人员称，不同类型的软组织，如肌肉和脂肪，在制造过程中需要精细的打印设置，使模型尽可能接近动物的真实特征。所使用的塑料能模拟组织与电离辐射相互作用的特性，就好像与真实组织的相互作用一样。模型应最大限度接近动物的真实解剖结构，同时考虑到内部器官和系统的位置和大小。

研究人员表示，使用体模有望减少临床前试验中使用活体动物的数量，这将使这些程序更便宜、更合乎伦理。体模也可重复使用，其保质期仅受意外机械损坏的限制。