3D प्रिंटर हड्डियों, रक्त वाहिकाओं और अंगों को कैसे प्रिंट करते हैं

तीव्र प्रोटोटाइप प्रौद्योगिकी के विकास की सुबह में, यह व्यापक रूप से माना जाता था कि 3 डी प्रिंटिंग सभी उत्पादन को बदल देती है, उपभोक्ता क्रांति को उत्तेजित करती है, जिसके परिणामस्वरूप प्रिंटर हर घर में दिखाई देगा। यह अभी तक नहीं हुआ है, हालांकि, जैसा कि कई नवीनतम तकनीकों के साथ हुआ, तेजी से प्रोटोटाइप ने अपने आवेदन को पूरी तरह से अलग क्षेत्र में पाया - चिकित्सा में।

Gizmodo वेबसाइट का एक लेख ।

नीचे हम अनुसंधान और परियोजनाओं के बारे में बात करेंगे, जो जैविक पदार्थ के संयोजन के लिए बायोप्रिनेटिंग और कंप्यूटर-नियंत्रित मशीनों के उपयोग के सबसे दिलचस्प उदाहरण हैं, जिसके दौरान कार्बनिक स्याही और अल्ट्रा-मजबूत थर्माप्लास्टिक का उपयोग किया जाता है। बायोप्रिनेटिंग के अनुप्रयोग की सीमा बहुत विस्तृत है - मानव खोपड़ी के मुख्य भागों के पुनर्निर्माण से लेकर मचानों की छपाई तक - मचान जिस पर स्टेम सेल नई हड्डियों में विकसित हो सकते हैं। नीचे विवरण पढ़ें।

खोपड़ी

ओस्टियोफैब ऑक्सफोर्ड परफॉरमेंस मैटेरियल्स का एक उत्पाद है। प्रारंभ में, ओपीएम ने एक अत्यधिक प्रभावी बहुलक बेचने वाले बाजार में प्रवेश किया, जिसका उपयोग अक्सर मेडिकल प्रत्यारोपण के निर्माण में किया जाता है, जिसे पॉलीथर कीटोन कीटोन (PEKK) नामक थर्मोप्लास्टिक के रूप में इस्तेमाल किया जाता है, लेकिन पिछले कुछ वर्षों में कंपनी इस सामग्री का उपयोग करने वाली पहली मास्टर बन गई है, विशेष रूप से एडिटिव निर्माण में। । इसलिए, फरवरी 2013 में, एक अमेरिकी रोगी पर खोपड़ी के एक हिस्से का 3 डी-इम्प्लांट लगाया गया था, जिसकी गुणवत्ता को एफडीए द्वारा अनुमोदित किया गया था। कास्टिंग और प्रिंटिंग को रोगी की खोपड़ी की अनूठी ज्यामिति से मिलान करने के लिए बहुत सावधानी से संपर्क किया गया था, जिसमें से 75% अब एक प्रत्यारोपण है।

चमड़ा

मुद्रण की मदद से नई त्वचा बनाने की मुख्य समस्या पूरे संभावित स्पेक्ट्रम से एक निश्चित छाया को पुन: पेश करने की कठिनाई है। यह देखते हुए कि हमारी त्वचा अद्वितीय, पतली है और परिवर्तन के अधीन है, इसकी एक सटीक प्रतिलिपि बनाना काफी कठिन है। इस विषय पर कई दिलचस्प अध्ययन हैं, जिनमें से एक छोटी कहानी में नहीं डाला जा सकता है।

हालांकि, यहां दो सबसे दिलचस्प हैं: अमेरिकी रक्षा विभाग द्वारा वित्त पोषित अनुदान का उपयोग करते हुए, वायके वन विश्वविद्यालय के वैज्ञानिक जेम्स यू, एक ऐसी मशीन पर काम कर रहे हैं जो सीधे जलाए गए लोगों पर त्वचा को प्रिंट कर सकती है। एक अन्य अध्ययन लिवरपूल विश्वविद्यालय के वैज्ञानिकों द्वारा किया जाता है, जो अपने सभी सबसे छोटे बारीकियों वाले त्वचा के नमूने प्राप्त करने के लिए सावधानीपूर्वक कैलिब्रेटेड 3 डी स्कैनर का उपयोग करते हैं, जो भविष्य में अधिक यथार्थवादी प्रत्यारोपण की छपाई की अनुमति देगा।

अध्ययन अभी भी चल रहा है, और टीम की योजना है कि स्कैन किए गए उदाहरणों के साथ एक "त्वचा नमूना आधार" बनाया जाए, जो दूरदराज के अस्पतालों से जुड़ा हो सकता है जहां उनके पास किसी विशेष रोगी की त्वचा को स्कैन करने के लिए आवश्यक कैमरे नहीं हैं। [ गिज़मोडो ; PhysOrg ]

नाक और कान

कान और नाक के लिए कृत्रिम अंग बनाना, रोगी और चिकित्सक दोनों के लिए अक्सर दर्दनाक, महंगी और समय लेने वाली प्रक्रिया होती है। पिछले 5 वर्षों में, ब्रिटिश औद्योगिक डिजाइनर टॉम फ्रैप, शेफ़ील्ड विश्वविद्यालय के वैज्ञानिकों के साथ मिलकर, फेशियल प्रोस्थेसिस का निर्माण करने के लिए एक सस्ता और आसान विकसित कर रहा है, जिसे 3 डी प्रिंटिंग का उपयोग करके प्राप्त किया जा सकता है। ऐसी कृत्रिम अंग बनाने की प्रक्रिया में रोगी के चेहरे का 3 डी स्कैन (जो कास्टिंग की तुलना में बहुत कम दर्दनाक होता है), प्रतिस्थापित भाग को मॉडलिंग करता है और इसे प्रिंट करता है, जिसमें वर्णक, स्टार्च और मेडिकल सिलिकॉन का उपयोग होता है।


इस तरह के कृत्रिम अंग में एक अतिरिक्त बोनस होता है: जब यह खराब हो जाता है (जो अंततः वैसे भी होगा), इसे फिर से मुद्रित किया जा सकता है, और आर्थिक रूप से यह बहुत सस्ता होगा। [ द गार्जियन ]

कृत्रिम आंख

फ्रायप और शेफ़ील्ड विश्वविद्यालय की टीम ने आंखों के लिए कृत्रिम अंग के निर्माण के लिए एक समान प्रक्रिया का परीक्षण करने के परिणामों को प्रकाशित किया। नेत्र कृत्रिम अंग महंगे हैं, और चूंकि वे मैन्युअल रूप से हस्ताक्षरित हैं, इसलिए उन्हें बनाने में कई महीने लग सकते हैं। फ्राइप डिजाइन प्रिंटर एक घंटे में 150 नेत्र कृत्रिम अंग बना सकते हैं, और रोगी की जरूरतों के आधार पर आईरिस, रंग और रक्त वाहिकाओं की संख्या का विवरण आसानी से बदला जा सकता है। [ PhysOrg ]

कार्यात्मक प्रत्यारोपण

इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों के रूप में - ड्रोन से लेकर चिकित्सा प्रत्यारोपण तक - छोटे हो जाते हैं, वैज्ञानिक उनके लिए बैटरी बनाने के लिए संघर्ष कर रहे हैं जो काफी छोटे हैं, लेकिन साथ ही साथ आवश्यक शुल्क प्रदान कर सकते हैं। हालांकि, एक 3 डी प्रिंटर का उपयोग करने वाले हार्वर्ड विश्वविद्यालय के इंजीनियरों की एक टीम पहले से ही रेत के एक अनाज के आकार को माइक्रोबैट्रीज प्रिंट कर रही है। प्रेस विज्ञप्ति में कहा गया है:

“शोधकर्ताओं ने एक लिथियम ऑक्साइड यौगिक के नैनोकणों का उपयोग करते हुए एनोड के लिए स्याही का निर्माण किया, साथ ही इस यौगिक के एक अन्य प्रकार के नैनोकणों से कैथोड के लिए स्याही बनाया। प्रिंटर ने दो सोने के जंगलों के दांतों पर स्याही लगाई, इस प्रकार एनोड और कैथोड्स की एक कसकर बंधी हुई संरचना का निर्माण हुआ। तब वैज्ञानिकों ने इलेक्ट्रोड को एक छोटे कंटेनर में रखा और बैटरी प्राप्त करने के लिए इसे इलेक्ट्रोलाइट घोल से भर दिया। "

समय के साथ, वे चिकित्सा प्रत्यारोपण को चार्ज करने में सक्षम होंगे, जिसका उपयोग उनके चार्जिंग की मौजूदा समस्याओं से विवश है। [ हार्वर्ड ]

हड्डियों

3 डी-प्रिंटेड इम्प्लांट, जैसे कि जबड़ा, कई सालों से है। हालांकि, शोधकर्ताओं का एक छोटा समूह एक प्रयोग कर रहा है जिसका उद्देश्य वास्तविक हड्डियों को प्रिंट करना है। उदाहरण के लिए, नॉटिंघम विश्वविद्यालय के वैज्ञानिक केविन शाकेशफ ने एक बायोप्रिंटर का आविष्कार किया जो पॉलीलैक्टिक एसिड और जिलेटिन एल्गिनेट से मैट्रिसेस बनाता है, जो तब स्टेम कोशिकाओं के साथ लेपित होते हैं।



प्रत्यारोपित मैट्रिस धीरे-धीरे भंग हो जाएगा और एक नई बढ़ती हड्डी द्वारा प्रतिस्थापित किया जाएगा: हड्डी को पूरी तरह से बदलने में लगभग तीन महीने लगेंगे। [ फोर्ब्स ]

रक्त वाहिकाओं और कोशिकाओं

हम पहले से ही अंगों को प्रिंट कर सकते हैं , लेकिन एक कामकाजी संचार प्रणाली के निर्माण से जुड़ी एक गंभीर समस्या है।

जर्मन वैज्ञानिक गुंटर तोवर, इंटरफेज़ इंजीनियरिंग एंड बायोटेक्नोलॉजी के लिए फ्राउनहोफर इंस्टीट्यूट के प्रमुख, बायोरैप नामक एक परियोजना में लगे हुए हैं। इसका कार्य रक्त वाहिकाओं को प्रिंट करने के लिए एक 3 डी प्रिंटर का उपयोग करना है, जिसके दौरान सिंथेटिक पॉलिमर और बायोमोलेक्यूल्स का मिश्रण उपयोग किया जाता है। मुद्रित संचार प्रणालियों का जानवरों पर परीक्षण किया जाता है - वे अभी तक मानव शरीर में परिचय के लिए तैयार नहीं हैं। अंततः, हालांकि, वे प्रिंट मीडिया के प्रत्यारोपण को संभव बनाएंगे। [ फ्राउनहोफर इंस्टीट्यूट ]

आप मानव शरीर में उपयोग के लिए जीवित और स्थानापन्न कृत्रिम सामग्रियों के साथ 3 डी प्रिंटिंग की संभावनाओं की कल्पना कैसे करते हैं? क्या हम जल्द ही पूर्ण अंगों को विकसित करने और बदलने में सक्षम होंगे, जैसे कि यकृत? अपनी राय कमेंट में शेयर करें।