Численное моделирование взаимодействия радиотерапевтического излучения с мягкими тканями и ПЛА пластиком для трехмерной печати дозиметрических фантомов

Введение. При создании новых методик лучевой терапии интерес вызывают исследования биологических эффектов при воздействии редкоионизирующих (фотоны, электроны) и плотноионизирующих (протоны, ионы) излучений. При доклинических исследованиях важным является вопрос воспроизводимости экспериментальных результатов, полученных на разных системах с различным типом ионизирующего излучения. При оценке дозы эффективным инструментом становятся дозиметрические фантомы лабораторных животных, позволяющие стандартизировать испытания в разных условиях. Существующие фантомы зачастую не отвечают необходимым требованиям для решения специфических радиобиологических задач, например, при размещении внутри фантома биологических образцов или элементов дозиметрических систем. Таким образом, существует необходимость разработки метода изготовления дозиметрических фантомов, позволяющего точно воспроизводить изделия и модифицировать их конструкцию в соответствии с решаемой задачей. Цель исследования - провести численное моделирование характера взаимодействия изделий из ПЛА пластика, изготовленных методом послойной печати, с фотонным, электронным и протонным терапевтическими пучками, а также определить параметры трехмерной печати для имитации мягких тканей. Материал и методы. Для создания таких устройств предложено использовать технологии послойной печати пластиком, так как большинство полимеров близко по свойствам к биологическим тканям и применяется для изготовления стандартных фантомов. Важной особенностью трехмерной печати является возможность создания объектов с разными настройками, от которых зависят свойства изготавливаемых изделий. Методы численного моделирования использованы для исследования особенностей взаимодействия ПЛА пластика с различными видами ионизирующего излучения, применяемыми в радиотерапии.