3 डी डिम्बग्रंथि मुद्रण ने एक बाँझ माउस को जन्म देने में मदद की

3 डी प्रिंटिंग का उपयोग करने वाले वैज्ञानिकों ने कामकाजी अंडाशय विकसित किए हैं, जिसके साथ एक बाँझ माउस स्वस्थ चूहों को जन्म देने में सक्षम था। डिम्बग्रंथि बायोप्रोस्टेसिस में जिलेटिन स्याही का एक छिद्रयुक्त कंकाल होता है जो रोम से भरा होता है - छोटे, द्रव युक्त थैली जो अपरिपक्व डिंब को रखती है। उनकी मदद से, हार्मोन का उत्पादन बढ़ाने और चूहों में प्रजनन क्षमता को बहाल करना संभव था, जो अध्ययन का अंतिम लक्ष्य था।

चूहों पर परीक्षणों में, जिसमें एक अंडाशय को शल्यचिकित्सा हटा दिया गया था, वैज्ञानिकों ने पाया कि प्रत्यारोपण एक सप्ताह के लिए संचार प्रणाली से जुड़ा हुआ है और जिलेटिन संरचनाओं में एम्बेडेड छिद्रों के माध्यम से अंडे को स्वाभाविक रूप से जारी रखता है। बायोप्रोस्टेसिस स्थापित करने के बाद सात चूहों में से तीन ने स्वस्थ चूहों को जन्म दिया। इसके बाद, वे माँ का दूध खाने और स्वस्थ लिटर प्राप्त करने में सक्षम थे।



यह कार्य अन्य त्रि-आयामी मुद्रण संरचनाओं से कैसे भिन्न है? सबसे पहले, यह कृत्रिम अंग का फ्रेम है और जिस सामग्री से इसे बनाया गया था। यह जिलेटिन है, टूटे कोलेजन से बना एक जैविक हाइड्रोजेल है जो मानव उपयोग के लिए सुरक्षित है।

ऐसी कई स्थितियां हैं जिनके तहत आप एक सफल बायोप्रोस्टेसिस बना सकते हैं जिसे एक जीवित जीव द्वारा अस्वीकार नहीं किया जाएगा। यह कार्बनिक पदार्थों से बना होना चाहिए, जो पर्याप्त कठोर होगा ताकि बायोप्रोस्टेसिस को सफलतापूर्वक प्रत्यारोपित किया जा सके, लेकिन साथ ही साथ छिद्रपूर्ण रूप से माउस शरीर के ऊतकों के साथ स्वाभाविक रूप से बातचीत करने के लिए पर्याप्त है।

अधिकांश हाइड्रोजेल बहुत कमजोर होते हैं, क्योंकि वे मुख्य रूप से पानी से मिलकर होते हैं और अक्सर अपने आप ही टूट जाते हैं। लेकिन शोधकर्ताओं ने प्रायोगिक रूप से जिलेटिन के तापमान की गणना की, जिस पर यह गिरता नहीं है और कई परतों को बनाने में सक्षम है।

तंतुओं को लागू करके तीन आयामी मुद्रण किया गया था। इस प्रकार, तंतुओं के बीच की दूरी, साथ ही परतों के बीच उन्नति के कोण को नियंत्रित करना संभव है, जो आपको विभिन्न आकारों और आकारों के कृत्रिम अंग डिजाइन करने की अनुमति देता है। प्रयोगशाला में, शोधकर्ता इन तीन-आयामी मुद्रित संरचनाओं को "मचान" कहते हैं और उन्हें मचान के साथ तुलना करते हैं जो नवीकरण की अवधि के लिए इमारत को घेरते हैं।

ओवेरियन बायोप्रोस्टेसिस ग्रिड को जिलेटिन प्लेटों से मुद्रित किया गया था। संरचनाओं में छिद्रों के आकार और स्थिति को सावधानीपूर्वक नियंत्रित किया गया था ताकि दसियों रोमों को रखा जा सके और रक्त वाहिकाओं को प्रत्यारोपण से जोड़ा जा सके। परिपक्व अंडे तब प्रत्यारोपण से जारी किए गए थे, जैसा कि सामान्य ओव्यूलेशन के साथ होता है।



यह डिम्बग्रंथि ज्यामिति सीधे या अप्रत्यक्ष रूप से अपरिपक्व अंडे के हार्मोनल समर्थन को व्यवस्थित करता है, उन्हें आसपास। यह प्रदर्शित करने वाला पहला अध्ययन है कि कृत्रिम वास्तुकला कूप के अस्तित्व को प्रभावित करती है। शोधकर्ताओं के अनुसार, यह तीन आयामी मुद्रण के उपयोग के बिना हासिल नहीं किया जा सकता था।

एक तीन-आयामी मुद्रित पिंजरे को एक माउस के साथ प्रत्यारोपित किया जाता है, और इसके छिद्रों का उपयोग "wedging" follicles या अपरिपक्व अंडों को पिंजरे में करने की प्रक्रिया को अनुकूलित करने के लिए किया जा सकता है। प्रोस्थेसिस अपरिपक्व डिंब और कोशिकाओं है कि हार्मोन का उत्पादन जीवित रहने में मदद करता है। खुली संरचना कोशिकाओं को प्रत्यारोपण के अंदर परिपक्व, ओव्यूलेट करने और रक्त वाहिकाओं को बनाने की अनुमति देती है, ताकि हार्मोन माउस के संचार प्रणाली के अंदर घूमते हैं और जन्म के बाद दुद्ध निकालना शुरू करते हैं।

"प्रत्येक अंग में एक" कंकाल है। हमने सीखा कि अंडाशय के "कंकाल" ने अंडाशय के बायोप्रोस्टेसिस को आरोपित करने के लिए एक मॉडल के रूप में कैसे देखा और इसका इस्तेमाल किया, "प्रसूति और स्त्री रोग के प्रोफेसर टेरेसा वुड्रूफ़ ने कहा।

जाहिर है, चूहों के लिए बायोप्रोस्टेसिस का मुद्रण अध्ययन का अंतिम चरण नहीं है। डिम्बग्रंथि बायोप्रोस्थेटिक्स को उन युवा महिलाओं में प्रजनन और हार्मोन उत्पादन को बहाल करने में मदद करनी चाहिए जिनकी प्रजनन प्रणाली कैंसर के उपचार से क्षतिग्रस्त हो गई है। अक्सर ऐसी महिलाओं में, अंडाशय ठीक से काम करना बंद कर देते हैं, और रोगियों को नियमित हार्मोन रिप्लेसमेंट थेरेपी की आवश्यकता होती है।

कैंसर का इलाज करने के लिए इस्तेमाल की जाने वाली कीमोथेरेपी और उच्च मात्रा में विकिरण महिलाओं के कुछ या सभी अंडों को नष्ट कर सकते हैं, जिससे उन्हें बांझपन और शुरुआती रजोनिवृत्ति का खतरा होता है। और जबकि डॉक्टरों ने जमे हुए डिम्बग्रंथि ऊतक के साथ प्रजनन क्षमता को बहाल करने में कुछ प्रगति की है, एक बायोप्रोस्टेसिस संभावित रूप से उन लोगों की मदद कर सकता है जिनके लिए प्रत्यारोपण उपयुक्त नहीं है, अर्थात् बहुत छोटी लड़कियों और लड़कियों।

अध्ययन के सह-लेखक, मोनिका लारौंदा (मोनिका लारोन्डा) ने कहा कि एक डिम्बग्रंथि बायोप्रोस्टेसिस कैंसर के रोगियों की मदद कर सकता है जिनके अंडाशय इतने क्षतिग्रस्त हो चुके हैं कि यौवन शुरू करने के लिए हार्मोन थेरेपी की आवश्यकता होती है।

वैज्ञानिकों ने पहले चूहों के लिए कृत्रिम अंडाशय का निर्माण किया है, लेकिन यह पहला काम है जो 3 डी प्रिंटिंग तकनीक का उपयोग करता है। हालांकि, यह अभी भी स्पष्ट नहीं है कि यह दृष्टिकोण मनुष्यों के लिए उतना ही प्रभावी होगा जितना कि चूहों के लिए: मनुष्यों में रोम बहुत बड़े होते हैं और तब तक तेजी से बढ़ते हैं जब तक कि वे नग्न आंखों को दिखाई नहीं देते।

लगभग दस साल पहले किए गए अन्य जानवरों के प्रयोगों ने संकेत दिया कि जिन महिलाओं का अंडाशय में बाद में उम्र का प्रत्यारोपण हुआ है, वे न केवल प्रजनन क्षमता, बल्कि अन्य लाभकारी प्रभाव भी दिखाती हैं। 2010 में, काटो महिला क्लिनिक के वैज्ञानिकों ने पाया कि डिम्बग्रंथि प्रत्यारोपण के बाद, महिला चूहे लंबे समय तक जीवित रहते हैं, और मनुष्यों में, यह प्रक्रिया परिपक्व महिलाओं को, आमतौर पर निष्क्रिय, अपनी आत्मा की तलाश करने और बच्चे पैदा करने के लिए प्रोत्साहित करती है। शोधकर्ताओं ने स्वीकार किया कि महिलाओं पर प्रभाव का आकलन करने के लिए बहुत अधिक काम किए जाने की आवश्यकता है।

तीन आयामी मुद्रण अग्रिमों ने पहले से ही चिकित्सा के कुछ क्षेत्रों को बदल दिया है, जिससे डॉक्टरों को ऐसे हिस्से बनाने की अनुमति मिलती है जो सीधे रोगियों में प्रत्यारोपित किए जा सकते हैं। 2016 में, दक्षिण कोरियाई सर्जनों ने एक ऐसे व्यक्ति के लिए एक टाइटेनियम एड़ी की हड्डी छापी, जिसे ट्यूमर हटा दिया गया था।

इस बीच, उत्तरी कैरोलिना के शोधकर्ताओं ने घोषणा की कि उन्होंने जीवित कोशिकाओं से भरे तीन आयामी मुद्रित संरचनाओं का उपयोग करके कान, जबड़े और कंकाल की मांसपेशियों को बनाया है। वैज्ञानिकों के अन्य समूहों ने संवहनी नेटवर्क मुद्रित किया है जो प्रयोगशाला में बड़े सिंथेटिक अंगों को बनाने के लिए महत्वपूर्ण होगा।

doi: 10.1038 / ncomms15261