इंजीनियरों ने एक माइक्रोगेल के अंदर सिलिकॉन के साथ 3 डी प्रिंटिंग में महारत हासिल की है

फ्लोरिडा विश्वविद्यालय के वैज्ञानिकों ने सीखा है कि एक माइक्रोगेल के अंदर सिलिकॉन कैसे प्रिंट किया जाए । यह खोज चिकित्सा प्रत्यारोपण बनाने की तकनीक को काफी आगे बढ़ाने का वादा करती है: वे आज बाजार पर उपलब्ध सभी प्रत्यारोपणों की तुलना में अधिक विश्वसनीय, सस्ते और अधिक सुविधाजनक बन जाएंगे। और यह वह नहीं है जो आपने सोचा था, लेकिन काफी अन्य। उदाहरण के लिए, हृदय वाल्व, साथ ही नरम कैथेटर, जल निकासी उपकरण, प्रत्यारोपण जाल और अन्य सर्जिकल सामान।

वर्तमान में, ऐसे उपकरणों को प्रेस पर ढाला जाना है। यदि एक विशिष्ट आकार और आकार की आवश्यकता होती है, तो एक ऑपरेशन की प्रतीक्षा करने की प्रक्रिया कई दिनों या हफ्तों तक खींच सकती है। प्रत्येक रोगी तब तक जीवित नहीं रहेगा जब तक कि वे वांछित आकार का एक सिलिकॉन हिस्सा नहीं बनाते हैं। 3 डी प्रिंटिंग विनिर्माण समय को कम कर देता है, जो सैद्धांतिक रूप से किसी के जीवन को बचा सकता है।

एक माइक्रोगेल एक सूजा हुआ माइक्रोपार्टिकल है जो इंटरकनेक्टेड पॉलिमर से बनता है। उनके पास बहुत विशिष्ट और उपयोगी रियोलॉजिकल गुण हैं, अर्थात्, विरूपण और तरलता का एक विशिष्ट संयोजन है। इसलिए, वे एक औद्योगिक पैमाने पर स्नेहक, व्यक्तिगत देखभाल उत्पादों, कोटिंग सामग्री के लिए और यहां तक ​​कि तेल एकत्र करने के लिए उपयोग किए जाते हैं । अत्यधिक दबाव के प्रभाव में, सूक्ष्मजीव एक तरल में बदल जाता है - पदार्थ के गर्म होने पर यह अनायास नहीं होता है। यह एक गुण है (एक तरल में अस्थायी परिवर्तन) जो एक माइक्रोगेल के अंदर तरल वस्तुओं के 3 डी प्रिंटिंग के लिए उपयोग किया जाता है।

पारंपरिक औद्योगिक उत्पादन के तरीके - सूजन संश्लेषण - माइक्रोगेल के उपयोग को सीमित करते हैं। लेकिन कुछ साल पहले, वैज्ञानिकों ने 3 डी प्रिंटिंग में महारत हासिल की, और फिर इस सामग्री के लिए एक पूरी तरह से नया हाइपोस्टेसिस पाया गया। स्क्वीज़्ड माइक्रोगेल का उपयोग अद्वितीय हाइड्रोजेल और सिलिकॉन संरचनाओं को प्रिंट करने के लिए किया जाता है, और यहां तक ​​कि जीवित कोशिकाओं का समर्थन करने के लिए भी निर्माण करता है । इस तकनीक के साथ, मुद्रित सामग्री का शाब्दिक रूप से पैक किए गए माइक्रोगेल के स्थान पर क्लैंप किया जाता है, जो अस्थायी रूप से एक प्रिंटिंग (इंजेक्शन) टिप के प्रभाव में एक तरल में बदल जाता है, और फिर जल्दी से अपने पिछले जेल राज्य में वापस आ जाता है। इस प्रकार, उच्च सटीकता के साथ कंटेनर के अंदर नरम और भंगुर सामग्री को प्रिंट करना संभव हो जाता है। इस तकनीक का उपयोग फ्लोरिडा विश्वविद्यालय के शोधकर्ताओं द्वारा किया गया था। अनुसंधान टीम कई वर्षों से जीवित अंगों और ऊतकों की 3 डी प्रिंटिंग पर काम कर रही है, और यह परियोजना उनके शोध का एक अनुचर था।

इस मामले में मुख्य वैज्ञानिक खोज कंटेनर की रासायनिक संरचना है। पिछले जल-आधारित माइक्रोगल्स ने तरल सिलिकॉन के साथ मुद्रण की अनुमति नहीं दी थी, जो सचमुच कंटेनर में भंग हो गया था। इसलिए, वैज्ञानिकों ने एक तेल-आधारित सामग्री विकसित की है जिसके साथ "पेंट" मिश्रण नहीं करता है।


सर्जिकल सामान और प्रत्यारोपण के निर्माण का समय परिमाण के एक क्रम से कम हो जाता है, जो अपने आप में एक बड़ी उपलब्धि है। लेकिन एक ही समय में, अधिक जटिल रूप के कुछ हिस्सों का उत्पादन करना भी संभव हो जाता है। कुछ प्रकार के उत्पाद, जैसे दबाव-संवेदनशील वाल्व के साथ जल निकासी ट्यूब, आमतौर पर एक कदम में प्रेस पर उत्पादन करना संभव नहीं है। यह एक कठिन और श्रमसाध्य काम है। अब उन्हें बस प्रिंट किया जा सकता है।


मुद्रित सिलिकॉन वस्तुएँ

"हमारी नई सामग्री तरल सिलिकॉन के लिए समर्थन प्रदान करती है और बहुत जटिल संरचनाओं के 3 डी प्रिंटिंग की अनुमति देती है और यहां तक ​​कि सिलिकॉन इलास्टोमेर से बने एन्कैप्सुलेटेड पार्ट्स भी हैं," मैकेनिकल और एयरोस्पेस इंजीनियरिंग में डॉक्टरेट के छात्र क्रिस्टोफर ओ'ब्रायन ने कहा ।

इस क्षेत्र में वित्त के बारे में बात करना पूरी तरह से उचित नहीं है, लेकिन नए तरीके से बनाया गया सामान वर्तमान की तुलना में बहुत सस्ता होना चाहिए।


संभवतः, नई तकनीक के आगमन के साथ, नए चिकित्सीय उपकरणों को विकसित करना भी संभव होगा जो पदार्थों को घेर सकते हैं - और उन्हें शरीर के अंदर कम मात्रा में जारी कर सकते हैं। ये ड्रग्स या अणु हैं जो सही स्थानों पर ऊतक विकास को उत्तेजित करते हैं। यदि आप कल्पना करते हैं, तो किसी दिन हम कंकाल के ऊपर भविष्य में मांसपेशियों, रक्त वाहिकाओं और तंत्रिका ऊतक का निर्माण शुरू कर देंगे - मानव शरीर को खरोंच से बनाने के लिए, जैसा कि विज्ञान कथा में है।

अंग और ऊतक मुद्रण फ्लोरिडा विश्वविद्यालय के शोधकर्ताओं के एक समूह का प्राथमिक लक्ष्य है, और वे 3 डी प्रिंटर और विभिन्न सामग्रियों के साथ प्रयोग करना जारी रखते हैं। इंजीनियरों के अनुसार, यह कुछ दशकों में संभव हो जाएगा। यह एक बहुत दूर का भविष्य है, इसलिए वे सिलिकॉन प्रत्यारोपण की छपाई की साइड परियोजना से संक्षेप में विचलित हो गए - एक आविष्कार जो आज इस्तेमाल किया जा सकता है।

वैज्ञानिक कार्य 10 मई, 2017 को साइंस एडवांसेज (doi: 10.1126 / Sciadv.1602800) में प्रकाशित किया गया था।