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  • Projet fantôme :un étudiant imprime en 3D le premier humain complet pour la recherche en radiothérapie

    Depuis un an, Meagan Moore, senior en génie biologique et agricole de LSU, de Baton Rouge, a travaillé à l'impression en 3D du premier «corps humain» de taille réelle pour la recherche en radiothérapie. Crédit :LSU Ingénierie

    A tout juste 1 an, elle mesure 5 pieds 1 pouce et pèse 15 livres. Elle peut contenir 36 gallons d'eau jusqu'à 4 1/2 heures. Elle a une tête détachable mais reste sans visage. Son nom est Marie, et non, ce n'est pas son profil en ligne.

    Depuis un an, Meagan Moore, senior en génie biologique et agricole de LSU, de Baton Rouge, a travaillé à l'impression en 3D du premier « corps humain » de taille réelle pour la recherche en radiothérapie. Le Projet Fantôme, également connu sous le nom de Marie, aidera à tester l'exposition aux rayonnements sur un être humain de taille réelle pour déterminer le meilleur angle de distribution de la dose.

    "Les fantômes sont utilisés en médecine et en physique de la santé depuis des décennies comme substituts des tissus humains, ", a déclaré Moore. "Le problème est que la plupart des modèles dosimétriques sont actuellement fabriqués à partir d'une norme lorsque des personnes de tous types de corps ont un cancer. Il n'existe actuellement aucun fantôme personnalisé pour tout le corps."

    Alors que les fantômes actuels coûtent 40 $, 000, n'a pas de membres, et ne représentent pas tous les types de corps, Marie représente un corps humain entier qui est plus réaliste et ne coûte que 500 $ à créer. En utilisant des scans 3D de cinq vraies femmes qui ont été achetés au Pennington Biomedical Research Center, Moore a développé un fantôme féminin réaliste en bioplastique qui peut être rempli d'eau pour établir une densité variable similaire à celle d'un patient.

    "Je voulais spécifiquement travailler avec une femme parce que, Dans la science, les femmes ne sont généralement pas étudiées parce qu'elles sont considérées comme complexes pour diverses raisons, " Moore a déclaré. "Je veux une personne avec la géométrie la plus complexe."

    Il a fallu 136 heures pour imprimer Marie en quatre sections sur l'imprimante BigRep dans le hall Atkinson de LSU. Pour connecter les sections, Moore a utilisé une combinaison de sauter, soudage, et sablage. Elle a même parfois utilisé un marteau et un ciseau pour enlever des morceaux de plastique sans endommager Marie. Le principal problème était de savoir où placer le tuyau pour les mesures de dose. Il a fini par descendre la ligne médiane de sa tête à son plancher pelvien.

    Afin de tester le fantôme sur un équipement de plusieurs millions de dollars, plusieurs tests d'eau devaient d'abord être effectués. Lors de chaque essai, 36 gallons d'eau ont été versés dans Marie pour voir si elle pouvait supporter ce poids pendant 4 heures et demie. Moore a ensuite improvisé en utilisant un tuyau en PVC pour attraper les "dribbles" qui sortaient de certaines zones.

    "Ce processus me rend toujours nerveux, mais je sais qu'il n'éclatera pas parce qu'il est recouvert d'un scellant pour toiture, ", a déclaré Moore. "La façon dont Marie est formée aide également."

    Avant l'analyse de l'eau, Marie a été enduite de latex liquide et de scellant pour toiture violet pour la protection. Pourquoi du mastic violet ?

    dit Moore. "Il s'avère que la couleur correspond à LSU et à l'Université de Washington. Elle porte également ses chaussettes antidérapantes LSU."

    En octobre dernier, Moore a amené Marie à l'installation du cyclotron médical de l'Université de Washington à Seattle, où les chercheurs étaient intéressés à tester la thérapie neutronique rapide sur elle. Ce type de thérapie, une forme spécialisée et puissante de radiothérapie externe, est souvent utilisé pour traiter certaines tumeurs radio-résistantes, ce qui signifie qu'ils sont extrêmement difficiles à tuer en utilisant la radiothérapie aux rayons X.

    "L'UW et l'Oregon Health and Science University ont rejoint le projet très récemment, ", a déclaré Moore. "Ils ont construit un cercueil pour que Marie soit expédiée. J'ai donné aux travailleurs et aux manutentionnaires un compte rendu détaillé sur la façon de prendre soin d'elle."

    Le voyage de Marie a été provoqué par le directeur du programme de physique médicale de LSU et le professeur Wayne Newhauser, qui a non seulement servi de mentor à Moore sur le projet Phantom, mais connaissait aussi des chercheurs de la côte ouest qui seraient intéressés par le projet.

    "L'idée initiale pour l'ensemble du projet n'était pas complètement mon idée, " dit Moore. " Dr. Becky Carmichael [LSU Communication Across the Curriculum science coordinatrice et TEDxLSU conférencière coach] a dit au Dr Newhauser qu'il devrait me parler. Je l'ai rencontré à son TED Talk, où il a fait une présentation sur l'impression 3D et son interface avec la science. Comme je venais de commencer à faire de la modélisation 3D moi-même, Je lui ai montré mes impressions 3D. Ce projet est né de son travail sur le cancer du sein et la modélisation informatique.

    "L'une des raisons pour lesquelles j'aime travailler avec le Dr Newhauser est qu'il est doué pour trouver les oui, " Moore a ajouté. " C'est ce qui pousse chaque projet à exister. Pas seulement une idée, mais l'action derrière l'idée. C'est le genre d'environnement dans lequel j'aime travailler, où nous pouvons faire bouger les choses."

    Arts et sciences

    Moore s'est inscrite à LSU en tant qu'étudiante au BAE l'automne dernier parce qu'elle estimait que la discipline était une plate-forme où elle pouvait combiner l'art et la science.

    Le Projet Fantôme, également connu sous le nom de Marie, aidera à tester l'exposition aux rayonnements sur un être humain de taille réelle pour déterminer le meilleur angle de distribution de la dose. Crédit :LSU Ingénierie

    "Ce projet est parti du point de vue de l'art, puis devint science, " dit Moore, qui souhaitait au départ doubler une majeure en art et en science avant de découvrir le BAE. "J'aime parler de l'interface entre l'art et l'ingénierie parce que je pense que c'est vraiment important pour la façon dont j'existe dans le domaine de la science à bien des égards."

    L'amour de Moore pour la science à un jeune âge l'a incitée à étudier la recherche en neurosciences au Centenary College de Shreveport pendant un peu plus d'un an.

    "J'ai toujours su que je voulais faire de la science, " dit-elle. "Je faisais de l'art avec une partie de la science que je faisais et j'ai finalement réalisé que je faisais des claquettes autour de l'ingénierie. L'environnement du génie biomédical s'est en quelque sorte réuni, et j'ai pensé, 'C'est ce que je fais déjà. C'est ce que je suis censé faire dans la vie.

    "Je me suis créé un rôle interdisciplinaire en prenant un peu plus de temps pour préparer mon diplôme, " a-t-elle poursuivi. " Je suis capable de travailler dans beaucoup de programmes différents et d'utiliser beaucoup d'outils. J'aimerais obtenir un diplôme et passer à autre chose, mais j'apprends différemment, et si je peux partager le processus pendant que j'apprends, c'est une configuration incroyable."

    Quant à Marie, dont le nom est une combinaison de Marie Curie (chercheuse en radiation), Marie Antoinette (tête amovible), et Marie Laveau (symbolisme violet), Moore espère que des répliques personnalisées d'elle seront créées et utilisées dans le domaine médical pour traiter plus précisément les patients atteints de cancer.

    "Ce que j'aimerais voir pour ce projet, c'est que la recherche soit utilisée comme travail de base pour personnaliser les traitements contre le cancer pour les personnes ayant des traitements plus complexes, ", a déclaré Moore. "Les enfants et les patients atteints de cancer du sein ont une morphologie vraiment différente qui est généralement très difficile à traiter. Je trouve que plus nous en apprenons sur n'importe quel corps, plus ça va être complexe. Nous nous méprenons encore sur la médecine à bien des niveaux. Nous avons beaucoup à apprendre."


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