Новое портовое устройство для проведения магнитной гипертермии при глиоме

Глиомы высокой степени злокачественности — наиболее распространённые первичные злокачественные опухоли головного мозга; при стандартной терапии они по-прежнему имеют крайне неблагоприятный прогноз: медиана выживаемости составляет 15–18 месяцев. Магнитная гипертермия — перспективный метод лечения, использующий ферромагнитные свойства магнитных наночастиц оксида железа для воздействия на опухолевые клетки, остающиеся после резекции. Мы разработали новое портовое устройство, предназначенное для локализации магнитных наночастиц оксида железа в очаге, их доставки и измерения температуры в очаге при проведении магнитной гипертермии. Для определения характеристик устройства был проведён углублённый анализ научной литературы и объектов интеллектуальной собственности. После установления параметров конструкции итеративное моделирование выполняли в тесном сотрудничестве с нейрохирургами. Прототип разработали в программе Fusion 360 (Autodesk, Сан-Рафаэль, Калифорния, США) и напечатали на принтере Form 3 (Formlabs, Медфорд, Массачусетс, США) из полимерной смолы Durable. Затем прототип испытали в фантоме черепа, напечатанном на 3D-принтере Pro-Jet 660Pro (3D Systems, Рок-Хилл, Южная Каролина, США), и в модели головного мозга, созданной с учётом механических и электрохимических свойств нативной мозговой ткани. В этой модели провели испытания нагрева при магнитной гипертермии с использованием последовательности переменного магнитного поля, основанной на современном протоколе проведения магнитной гипертермии. Была продемонстрирована успешная локализация и доставка магнитных наночастиц оксида железа, а также измерение температуры. Цель исследования заключалась в следующем: во-первых, создать и валидировать процедурную основу для применения нового устройства, заложив фундамент для последующего полноценного исследования на животных; во-вторых, показать, как сотрудничество инженеров и врачей способствует развитию медицинских инноваций.