மருத்துவத்தில் 3D அச்சுப்பொறிகள்: உற்சாகமான பயன்கள் மற்றும் சாத்தியமான பயன்பாடுகள்

உள்ளடக்கம்

• 3D அச்சுப்பொறிகளுடன் மருத்துவத்தை மாற்றுதல்
• 3D அச்சுப்பொறி எவ்வாறு இயங்குகிறது?
• ஒரு காது உருவாக்குதல்
• ஒரு அச்சுக்கும் சாரக்கட்டுக்கும் இடையிலான வேறுபாடு
• அச்சிடப்பட்ட காதுகளின் சாத்தியமான நன்மைகள்
• கீழ் தாடை அச்சிடுதல்
• புரோஸ்டெடிக்ஸ் மற்றும் பொருத்தக்கூடிய பொருட்கள்
• மேலும் எடுத்துக்காட்டுகள்
• உயிருள்ள கலங்களுடன் பயோபிரிண்டிங்: ஒரு சாத்தியமான எதிர்காலம்
• உறுப்பு மற்றும் திசு மாற்று
• சில பயோபிரிண்டிங் வெற்றிகள்
• இதயத்தின் பாகங்களை அச்சிடுதல்
• ஒரு கார்னியாவை உருவாக்குதல்
• ஒரு சிப்பில் மினி உறுப்புகள், ஆர்கனாய்டுகள் அல்லது உறுப்புகளின் நன்மைகள்
• நுரையீரலைப் பிரதிபலிக்கும் ஒரு அமைப்பு
• பயோபிரிண்டிங்கிற்கான சில சவால்கள்
• குறிப்புகள்

லிண்டா க்ராம்ப்டன் உயர்நிலைப் பள்ளி மாணவர்களுக்கு அறிவியல் மற்றும் தகவல் தொழில்நுட்பத்தை பல ஆண்டுகளாக கற்பித்தார். புதிய தொழில்நுட்பத்தைப் பற்றி கற்றுக்கொள்வதில் அவள் மகிழ்ச்சியடைகிறாள்.

3D அச்சுப்பொறிகளுடன் மருத்துவத்தை மாற்றுதல்

3 டி பிரிண்டிங் என்பது பல பயனுள்ள பயன்பாடுகளைக் கொண்ட தொழில்நுட்பத்தின் ஒரு அற்புதமான அம்சமாகும். 3D அச்சுப்பொறிகளின் ஒரு கவர்ச்சிகரமான மற்றும் மிக முக்கியமான பயன்பாடு மருத்துவத்தில் பயன்படுத்தக்கூடிய பொருட்களின் உருவாக்கம் ஆகும். இந்த பொருட்களில் பொருத்தக்கூடிய மருத்துவ சாதனங்கள், செயற்கை உடல் பாகங்கள் அல்லது புரோஸ்டெடிக்ஸ் மற்றும் தனிப்பயனாக்கப்பட்ட மருத்துவ கருவிகள் ஆகியவை அடங்கும். அவை வாழும் மனித திசுக்களின் அச்சிடப்பட்ட திட்டுகள் மற்றும் மினி உறுப்புகளும் அடங்கும். எதிர்காலத்தில், பொருத்தக்கூடிய உறுப்புகள் அச்சிடப்படலாம்.

3 டி அச்சுப்பொறிகள் கணினியின் நினைவகத்தில் சேமிக்கப்பட்டுள்ள டிஜிட்டல் மாதிரியை அடிப்படையாகக் கொண்டு திடமான, முப்பரிமாண பொருள்களை அச்சிடும் திறனைக் கொண்டுள்ளன. ஒரு பொதுவான அச்சிடும் ஊடகம் திரவ பிளாஸ்டிக் ஆகும், இது அச்சிட்ட பிறகு திடப்படுத்துகிறது, ஆனால் பிற ஊடகங்கள் கிடைக்கின்றன. தூள் உலோகம் மற்றும் உயிருள்ள உயிரணுக்களைக் கொண்ட "மைகள்" ஆகியவை இதில் அடங்கும்.

மனித உடலுடன் பொருந்தக்கூடிய பொருட்களை உற்பத்தி செய்வதற்கான அச்சுப்பொறிகளின் திறன் வேகமாக மேம்பட்டு வருகிறது. சில பொருட்கள் ஏற்கனவே மருத்துவத்தில் பயன்படுத்தப்படுகின்றன, மற்றவை இன்னும் சோதனை நிலையில் உள்ளன. பல ஆராய்ச்சியாளர்கள் விசாரணையில் ஈடுபட்டுள்ளனர். 3 டி பிரிண்டிங் மருத்துவ சிகிச்சையை மாற்றும் திறனைக் கொண்டுள்ளது.

3D அச்சுப்பொறி எவ்வாறு இயங்குகிறது?

ஒரு அச்சுப்பொறியால் முப்பரிமாண பொருளை உருவாக்குவதற்கான முதல் படி பொருளை வடிவமைப்பதாகும். இது ஒரு கேட் (கணினி உதவி வடிவமைப்பு) திட்டத்தில் செய்யப்படுகிறது. வடிவமைப்பு முடிந்ததும், மற்றொரு நிரல் தொடர்ச்சியான அடுக்குகளில் பொருளை உருவாக்குவதற்கான வழிமுறைகளை உருவாக்குகிறது. இந்த இரண்டாவது நிரல் சில நேரங்களில் ஒரு துண்டு துண்டாக நிரல் அல்லது ஸ்லைசர் மென்பொருள் என அழைக்கப்படுகிறது, ஏனெனில் இது முழு பொருளின் கேட் குறியீட்டை தொடர்ச்சியான துண்டுகள் அல்லது கிடைமட்ட அடுக்குகளுக்கான குறியீடாக மாற்றுகிறது. அடுக்குகள் நூற்றுக்கணக்கான அல்லது ஆயிரக்கணக்கான எண்ணிக்கையில் இருக்கலாம்.

ஸ்லைசர் புரோகிராமின் அறிவுறுத்தல்களின்படி பொருளின் அடுக்குகளை வைப்பதன் மூலம் அச்சுப்பொறி பொருளை உருவாக்குகிறது, பொருளின் அடிப்பகுதியில் தொடங்கி மேல்நோக்கி வேலை செய்கிறது. அடுத்தடுத்த அடுக்குகள் ஒன்றாக இணைக்கப்படுகின்றன. செயல்முறை சேர்க்கை உற்பத்தி என குறிப்பிடப்படுகிறது.

3 டி பிரிண்டிங்கிற்கான ஒரு ஊடகமாக பிளாஸ்டிக் இழை பெரும்பாலும் பயன்படுத்தப்படுகிறது, குறிப்பாக நுகர்வோர் சார்ந்த அச்சுப்பொறிகளில். அச்சுப்பொறி இழைகளை உருக்கி, பின்னர் ஒரு முனை வழியாக சூடான பிளாஸ்டிக்கை வெளியேற்றுகிறது. ஒரு பொருளை உருவாக்க திரவ பிளாஸ்டிக்கை வெளியிடுவதால் முனை அனைத்து பரிமாணங்களிலும் நகரும். முனைகளின் இயக்கம் மற்றும் வெளியேற்றப்பட்ட பிளாஸ்டிக் அளவு ஆகியவை ஸ்லைசர் திட்டத்தால் கட்டுப்படுத்தப்படுகின்றன. முனை இருந்து வெளியான உடனேயே சூடான பிளாஸ்டிக் திடப்படுத்துகிறது. பிற வகையான அச்சிடும் ஊடகங்கள் சிறப்பு நோக்கங்களுக்காக கிடைக்கின்றன.

உடலின் வெளிப்புறத்திலிருந்து தெரியும் காதுகளின் பகுதி பின்னா அல்லது ஆரிக்கிள் என்று அழைக்கப்படுகிறது. காதுகளின் மீதமுள்ள பகுதி மண்டை ஓட்டில் அமைந்துள்ளது. பின்னாவின் செயல்பாடு ஒலி அலைகளை சேகரித்து காதுகளின் அடுத்த பகுதிக்கு அனுப்புவதாகும்.

ஒரு காது உருவாக்குதல்

பிப்ரவரி 2013 இல், அமெரிக்காவின் கார்னெல் பல்கலைக்கழக விஞ்ஞானிகள் 3 டி பிரிண்டிங் உதவியுடன் காது பின்னாவை உருவாக்க முடிந்தது என்று அறிவித்தனர். கார்னெல் விஞ்ஞானிகள் பின்பற்றிய படிகள் பின்வருமாறு.

• ஒரு கேட் திட்டத்தில் ஒரு காது மாதிரி உருவாக்கப்பட்டது. இந்த மாதிரியின் அடிப்படையாக உண்மையான காதுகளின் புகைப்படங்களை ஆராய்ச்சியாளர்கள் பயன்படுத்தினர்.
• காது மாதிரி ஒரு 3D அச்சுப்பொறியால் அச்சிடப்பட்டது, பிளாஸ்டிக்கைப் பயன்படுத்தி காது வடிவத்துடன் ஒரு அச்சு உருவாக்கப்பட்டது.
• கொலாஜன் என்ற புரதத்தைக் கொண்ட ஒரு ஹைட்ரஜல் அச்சுக்குள் வைக்கப்பட்டது. ஹைட்ரஜல் என்பது தண்ணீரைக் கொண்டிருக்கும் ஒரு ஜெல் ஆகும்.
• காண்ட்ரோசைட்டுகள் (குருத்தெலும்புகளை உருவாக்கும் செல்கள்) ஒரு பசுவின் காதில் இருந்து பெறப்பட்டு கொலாஜனில் சேர்க்கப்பட்டன.
• கொலாஜன் காது ஒரு ஆய்வக டிஷ் ஒரு ஊட்டச்சத்து கரைசலில் வைக்கப்பட்டது. காது கரைசலில் இருந்தபோது, ​​சில காண்ட்ரோசைட்டுகள் கொலாஜனை மாற்றின.
• காது அதன் தோலின் கீழ் ஒரு எலியின் பின்புறத்தில் பொருத்தப்பட்டது.
• மூன்று மாதங்களுக்குப் பிறகு, காதில் உள்ள கொலாஜன் குருத்தெலும்புகளால் முழுமையாக மாற்றப்பட்டது மற்றும் காது அதன் வடிவத்தையும் சுற்றியுள்ள எலி உயிரணுக்களிலிருந்து வேறுபாட்டையும் பராமரித்து வந்தது.

ஒரு அச்சுக்கும் சாரக்கட்டுக்கும் இடையிலான வேறுபாடு

மேலே விவரிக்கப்பட்ட காது உருவாக்கும் செயல்பாட்டில், பிளாஸ்டிக் காது ஒரு மந்த அச்சு. அதன் ஒரே செயல்பாடு காதுக்கு சரியான வடிவத்தை வழங்குவதாகும். அச்சுக்குள் உருவான கொலாஜன் காது காண்டிரோசைட்டுகளுக்கு ஒரு சாரக்கடையாக செயல்பட்டது. திசு பொறியியலில், ஒரு சாரக்கட்டு என்பது உயிரணுக்களுடன் பொருந்தக்கூடிய பொருளாகும், இது ஒரு குறிப்பிட்ட வடிவத்துடன் செல்கள் வளரும். சாரக்கட்டு சரியான வடிவத்தைக் கொண்டிருப்பது மட்டுமல்லாமல், உயிரணுக்களின் வாழ்க்கையை ஆதரிக்கும் பண்புகளையும் கொண்டுள்ளது.

அசல் காது உருவாக்கும் செயல்முறை செய்யப்பட்டதிலிருந்து, கார்னெல் ஆராய்ச்சியாளர்கள் ஒரு காது தயாரிக்க தேவையான சரியான வடிவத்துடன் ஒரு கொலாஜன் சாரக்கடையை அச்சிடுவதற்கான வழியைக் கண்டுபிடித்து, ஒரு பிளாஸ்டிக் அச்சுக்கான தேவையை நீக்குகிறார்கள்.

அச்சிடப்பட்ட காதுகளின் சாத்தியமான நன்மைகள்

அச்சுப்பொறிகளின் உதவியுடன் செய்யப்பட்ட காதுகள் காயம் அல்லது நோய் காரணமாக காதுகளை இழந்தவர்களுக்கு பயனுள்ளதாக இருக்கும். காதுகள் இல்லாமல் பிறந்தவர்களுக்கு அல்லது சரியாக வளர்ச்சியடையாதவர்களுக்கும் அவை உதவக்கூடும்.

இந்த நேரத்தில், மாற்று காதுகள் சில நேரங்களில் நோயாளியின் விலா எலும்பில் உள்ள குருத்தெலும்புகளிலிருந்து தயாரிக்கப்படுகின்றன. குருத்தெலும்பு பெறுவது நோயாளிக்கு விரும்பத்தகாத அனுபவமாகும், மேலும் விலா எலும்புகளை சேதப்படுத்தும். கூடுதலாக, இதன் விளைவாக வரும் காது மிகவும் இயல்பாகத் தெரியவில்லை. காதுகள் ஒரு செயற்கைப் பொருளிலிருந்தும் தயாரிக்கப்படுகின்றன, ஆனால் மீண்டும் ஒரு முடிவு முற்றிலும் திருப்திகரமாக இருக்காது. அச்சிடப்பட்ட காதுகள் இயற்கையான காதுகளைப் போல தோற்றமளிக்கும் மற்றும் மிகவும் திறமையாக செயல்படும் ஆற்றலைக் கொண்டுள்ளன.

மார்ச் 2013 இல், ஆக்ஸ்போர்டு செயல்திறன் பொருட்கள் என்ற நிறுவனம் ஒரு மனிதனின் மண்டை ஓட்டின் 75% ஐ அச்சிடப்பட்ட பாலிமர் மண்டை ஓடுடன் மாற்றியதாக அறிவித்தது. 3 டி பிரிண்டர்கள் புரோஸ்டெடிக் கைகால்கள், செவிப்புலன் கருவிகள் மற்றும் பல் உள்வைப்புகள் போன்ற சுகாதார உபகரணங்களை தயாரிக்கவும் பயன்படுத்தப்படுகின்றன.

கீழ் தாடை அச்சிடுதல்

பிப்ரவரி 2012 இல், டச்சு விஞ்ஞானிகள் ஒரு 3D அச்சுப்பொறியுடன் ஒரு செயற்கை கீழ் தாடையை உருவாக்கி 83 வயதான ஒரு பெண்ணின் முகத்தில் பொருத்தப்பட்டதாக தெரிவித்தனர். தாடை வெப்பத்தால் இணைக்கப்பட்ட டைட்டானியம் உலோகப் பொடியின் அடுக்குகளிலிருந்து தயாரிக்கப்பட்டு ஒரு உயிரியக்கவியல் பூச்சுகளால் மூடப்பட்டிருந்தது. பயோசெராமிக் பொருட்கள் மனித திசுக்களுடன் ஒத்துப்போகின்றன.

அந்த பெண் தனது சொந்த தாடையில் நாள்பட்ட எலும்பு தொற்று இருந்ததால் செயற்கை தாடையைப் பெற்றார். பாரம்பரிய முக புனரமைப்பு அறுவை சிகிச்சை பெண்ணின் வயது காரணமாக மிகவும் ஆபத்தானது என்று மருத்துவர்கள் உணர்ந்தனர்.

தாடையில் மூட்டுகள் இருந்தன, அதனால் அதை நகர்த்த முடியும், அதே போல் தசை இணைப்பிற்கான துவாரங்கள் மற்றும் இரத்த நாளங்கள் மற்றும் நரம்புகளுக்கான பள்ளங்கள். மயக்கத்திலிருந்து எழுந்தவுடன் அந்தப் பெண் சில வார்த்தைகளைச் சொல்ல முடிந்தது. அடுத்த நாள் அவளால் விழுங்க முடிந்தது. அவள் நான்கு நாட்களுக்குப் பிறகு வீட்டிற்குச் சென்றாள். தவறான பற்கள் பிற்காலத்தில் தாடையில் பொருத்த திட்டமிடப்பட்டது.

மருத்துவ பயிற்சி மற்றும் அறுவை சிகிச்சைக்கு முந்தைய திட்டமிடல் ஆகியவற்றிலும் அச்சிடப்பட்ட கட்டமைப்புகள் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. நோயாளியின் மருத்துவ ஸ்கேன்களிலிருந்து உருவாக்கப்பட்ட முப்பரிமாண மாதிரி அறுவை சிகிச்சை நிபுணர்களுக்கு மிகவும் பயனுள்ளதாக இருக்கும், ஏனெனில் இது நோயாளியின் உடலுக்குள் இருக்கும் குறிப்பிட்ட நிலைமைகளைக் காட்ட முடியும். இது சிக்கலான அறுவை சிகிச்சையை எளிதாக்கும்.

புரோஸ்டெடிக்ஸ் மற்றும் பொருத்தக்கூடிய பொருட்கள்

மேலே விவரிக்கப்பட்ட உலோக தாடை ஒரு வகை புரோஸ்டெடிக் அல்லது செயற்கை உடல் பகுதி. புரோஸ்டெடிக்ஸ் உற்பத்தி என்பது 3D அச்சுப்பொறிகள் முக்கியத்துவம் வாய்ந்த ஒரு பகுதியாகும். சில மருத்துவமனைகள் இப்போது தங்கள் சொந்த அச்சுப்பொறிகளைக் கொண்டுள்ளன அல்லது அச்சுப்பொறியைக் கொண்ட மருத்துவ விநியோக நிறுவனத்துடன் ஒத்துழைக்கின்றன.

3 டி பிரிண்டிங் மூலம் ஒரு புரோஸ்டெடிக் உருவாக்கம் என்பது வழக்கமான உற்பத்தி முறைகளால் உருவாக்கப்படுவதை விட விரைவான மற்றும் மலிவான செயல்முறையாகும். கூடுதலாக, ஒரு சாதனம் குறிப்பாக வடிவமைக்கப்பட்டு நபருக்காக அச்சிடப்படும் போது நோயாளிக்கு தனிப்பயனாக்கப்பட்ட பொருத்தத்தை உருவாக்குவது எளிது. வடிவமைக்கப்பட்ட சாதனங்களை உருவாக்க மருத்துவமனை ஸ்கேன் பயன்படுத்தப்படலாம்.

மாற்று கால்கள் பெரும்பாலும் 3D அச்சிடப்படுகின்றன, குறைந்தது உலகின் சில பகுதிகளில். வழக்கமான முறைகளால் உற்பத்தி செய்யப்படுவதை விட அச்சிடப்பட்ட ஆயுதங்களும் கைகளும் பெரும்பாலும் மலிவானவை. ஒரு 3D அச்சிடும் நிறுவனம் வால்ட் டிஸ்னியுடன் இணைந்து குழந்தைகளுக்கு வண்ணமயமான மற்றும் வேடிக்கையான புரோஸ்டெடிக் கைகளை உருவாக்குகிறது. மிகவும் மலிவான ஒரு மலிவான தயாரிப்பை உருவாக்குவதோடு மட்டுமல்லாமல், இந்த முயற்சி "குழந்தைகளுக்கு அவர்களின் புரோஸ்டெடிக்ஸை சங்கடம் அல்லது வரம்பைக் காட்டிலும் உற்சாகத்தின் ஆதாரமாகக் காண உதவுவதை நோக்கமாகக் கொண்டுள்ளது".

மேலும் எடுத்துக்காட்டுகள்

• 2015 இன் பிற்பகுதியில், அச்சிடப்பட்ட முதுகெலும்புகள் ஒரு நோயாளிக்கு வெற்றிகரமாக வைக்கப்பட்டன. நோயாளிகளுக்கு அச்சிடப்பட்ட ஸ்டெர்னம் மற்றும் ஒரு விலா எலும்பு ஆகியவை கிடைத்துள்ளன.
• மேம்பட்ட பல் உள்வைப்புகளை உருவாக்க 3D அச்சிடுதல் பயன்படுத்தப்படுகிறது.
• மாற்று இடுப்பு மூட்டுகள் பெரும்பாலும் அச்சிடப்படுகின்றன.
• ஒரு நோயாளியின் உடலில் ஒரு பத்தியின் குறிப்பிட்ட அளவு மற்றும் வடிவத்திற்கு பொருந்தக்கூடிய வடிகுழாய்கள் விரைவில் பொதுவானதாக இருக்கும்.
• 3 டி பிரிண்டிங் பெரும்பாலும் செவிப்புலன் கருவிகளை தயாரிப்பதில் ஈடுபட்டுள்ளது.

உயிருள்ள கலங்களுடன் பயோபிரிண்டிங்: ஒரு சாத்தியமான எதிர்காலம்

உயிருள்ள உயிரணுக்களுடன் அச்சிடுதல் அல்லது பயோபிரிண்டிங் இன்று நடக்கிறது. இது ஒரு நுட்பமான செயல்முறை. செல்கள் மிகவும் சூடாக இருக்கக்கூடாது. 3 டி பிரிண்டிங்கின் பெரும்பாலான முறைகள் அதிக வெப்பநிலையை உள்ளடக்கியது, அவை செல்களைக் கொல்லும். கூடுதலாக, கலங்களுக்கான கேரியர் திரவம் அவர்களுக்கு தீங்கு விளைவிக்கக்கூடாது. அதில் உள்ள திரவம் மற்றும் செல்கள் ஒரு பயோ-மை (அல்லது ஒரு பயோஇங்க்) என்று அழைக்கப்படுகின்றன.

உறுப்பு மற்றும் திசு மாற்று

சேதமடைந்த உறுப்புகளை 3D அச்சுப்பொறிகளிலிருந்து தயாரிக்கப்பட்ட உறுப்புகளுடன் மாற்றுவது மருத்துவத்தில் ஒரு அற்புதமான புரட்சியாக இருக்கும். இந்த நேரத்தில், தேவைப்படும் அனைவருக்கும் போதுமான நன்கொடை உறுப்புகள் கிடைக்கவில்லை.

நோயாளியின் சொந்த உடலில் இருந்து உயிரணுக்களை எடுத்துக்கொள்வதே அவர்களுக்குத் தேவையான ஒரு உறுப்பை அச்சிடுவதே திட்டம். இந்த செயல்முறை உறுப்பு நிராகரிப்பைத் தடுக்க வேண்டும். செல்கள் ஸ்டெம் செல்கள், அவை சரியாகத் தூண்டப்படும்போது மற்ற உயிரணு வகைகளை உற்பத்தி செய்யும் திறன் கொண்ட செல்கள் அல்ல. வெவ்வேறு செல் வகைகள் அச்சுப்பொறியால் சரியான வரிசையில் டெபாசிட் செய்யப்படும். குறைந்த பட்சம் சில வகையான மனித செல்கள் டெபாசிட் செய்யும்போது சுயமாக ஒழுங்கமைக்கும் அற்புதமான திறனைக் கொண்டுள்ளன என்பதை ஆராய்ச்சியாளர்கள் கண்டுபிடித்துள்ளனர், இது ஒரு உறுப்பை உருவாக்கும் செயல்பாட்டில் மிகவும் உதவியாக இருக்கும்.

உயிருள்ள திசுக்களை உருவாக்க பயோபிரிண்டர் எனப்படும் ஒரு சிறப்பு வகை 3D அச்சுப்பொறி பயன்படுத்தப்படுகிறது. திசுவை உருவாக்கும் பொதுவான முறையில், ஒரு அச்சுப்பொறி தலையிலிருந்து ஒரு ஹைட்ரஜல் அச்சிடப்பட்டு ஒரு சாரக்கட்டு உருவாகிறது. சிறிய திரவ துளிகள், ஒவ்வொன்றும் பல ஆயிரக்கணக்கான கலங்களைக் கொண்டிருக்கின்றன, அவை மற்றொரு அச்சுப்பொறித் தலையிலிருந்து சாரக்கடையில் அச்சிடப்படுகின்றன. நீர்த்துளிகள் விரைவில் இணைகின்றன மற்றும் செல்கள் ஒருவருக்கொருவர் இணைக்கப்படுகின்றன. விரும்பிய கட்டமைப்பு உருவாகும்போது, ​​ஹைட்ரஜல் சாரக்கட்டு அகற்றப்படும்.இது உரிக்கப்படலாம் அல்லது தண்ணீரில் கரையக்கூடியதாக இருந்தால் அது கழுவப்படலாம். மக்கும் சாரக்கட்டுகளும் பயன்படுத்தப்படலாம். இவை படிப்படியாக ஒரு உயிருள்ள உடலுக்குள் உடைகின்றன.

மருத்துவத்தில், ஒரு மாற்று என்பது ஒரு உறுப்பு அல்லது திசுக்களை நன்கொடையாளரிடமிருந்து பெறுநருக்கு மாற்றுவதாகும். ஒரு உள்வைப்பு என்பது ஒரு செயற்கை சாதனத்தை நோயாளியின் உடலில் செருகுவதாகும். 3 டி பயோபிரிண்டிங் இந்த இரண்டு உச்சநிலைகளுக்கு இடையில் எங்காவது விழுகிறது. ஒரு பயோபிரிண்டர் தயாரிக்கும் பொருட்களைக் குறிப்பிடும்போது "மாற்று" மற்றும் "உள்வைப்பு" இரண்டும் பயன்படுத்தப்படுகின்றன.

சில பயோபிரிண்டிங் வெற்றிகள்

3 டி அச்சுப்பொறிகளால் உருவாக்கப்பட்ட உயிரற்ற உள்வைப்புகள் மற்றும் புரோஸ்டெடிக்ஸ் ஏற்கனவே மனிதர்களில் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. உயிருள்ள உயிரணுக்களைக் கொண்ட உள்வைப்புகளைப் பயன்படுத்துவதற்கு அதிக ஆராய்ச்சி தேவைப்படுகிறது, இது செய்யப்படுகிறது. 3 டி பிரிண்டிங் மூலம் முழு உறுப்புகளையும் இன்னும் உருவாக்க முடியாது, ஆனால் உறுப்புகளின் பிரிவுகளால் முடியும். துடிக்கக்கூடிய இதய தசையின் திட்டுகள், தோல் திட்டுகள், இரத்த நாளங்களின் பகுதிகள் மற்றும் முழங்கால் குருத்தெலும்பு உள்ளிட்ட பல்வேறு கட்டமைப்புகள் அச்சிடப்பட்டுள்ளன. இவை இன்னும் மனிதர்களுக்குள் பொருத்தப்படவில்லை. 2017 ஆம் ஆண்டில், விஞ்ஞானிகள் ஒரு அச்சுப்பொறியின் முன்மாதிரி ஒன்றை முன்வைத்தனர், இருப்பினும், மனித தோலை உள்வைப்புக்கு உருவாக்க முடியும், ஆனால் 2018 ஆம் ஆண்டில் மற்ற விஞ்ஞானிகள் கார்னியாக்களை அச்சிட்டனர், இது ஒரு நாள் கண்களில் சேதத்தை சரிசெய்ய பயன்படும்.

சில நம்பிக்கையான கண்டுபிடிப்புகள் 2016 இல் பதிவாகியுள்ளன. விஞ்ஞானிகள் குழு மூன்று வகையான உயிரியல்பு கட்டமைப்புகளை எலிகளின் தோலின் கீழ் பொருத்தியது. குழந்தை அளவிலான மனித காது பின்னா, தசையின் ஒரு பகுதி மற்றும் மனித தாடை எலும்பின் ஒரு பகுதி ஆகியவை இதில் அடங்கும். சூழல்களின் இரத்த நாளங்கள் எலிகளின் உடல்களில் இருந்தபோது இந்த கட்டமைப்புகள் அனைத்திலும் நீட்டிக்கப்பட்டன. திசுக்களை உயிருடன் வைத்திருக்க இரத்த வழங்கல் அவசியம் என்பதால் இது ஒரு அற்புதமான வளர்ச்சியாக இருந்தது. இரத்தம் உயிரணு திசுக்களுக்கு ஊட்டச்சத்துக்களை கொண்டு சென்று அவற்றின் கழிவுகளை எடுத்துச் செல்கிறது.

பொருத்தப்பட்ட கட்டமைப்புகள் இரத்த நாளங்கள் உருவாகும் வரை உயிருடன் இருக்க முடிந்தது என்பதையும் கவனத்தில் வைத்தது. ஊட்டச்சத்துக்கள் அவற்றில் நுழைய அனுமதிக்கும் கட்டமைப்புகளில் சிறிய துளைகள் இருப்பதால் இந்த சாதனை நிறைவேற்றப்பட்டது.

இதயத்தின் பாகங்களை அச்சிடுதல்

ஒரு கார்னியாவை உருவாக்குதல்

இங்கிலாந்தில் உள்ள நியூகேஸில் பல்கலைக்கழக விஞ்ஞானிகள் 3 டி-அச்சிடப்பட்ட கார்னியாக்களை உருவாக்கியுள்ளனர். கார்னியா என்பது நம் கண்களின் வெளிப்படையான, வெளிப்புற மறைப்பு ஆகும். இந்த உறைக்கு கடுமையான சேதம் குருட்டுத்தன்மையை ஏற்படுத்தும். ஒரு கார்னியல் மாற்று பெரும்பாலும் சிக்கலைத் தீர்க்கிறது, ஆனால் அவர்களுக்குத் தேவையான அனைவருக்கும் உதவ போதுமான கார்னியாக்கள் இல்லை.

விஞ்ஞானிகள் ஆரோக்கியமான மனித கார்னியாவிலிருந்து ஸ்டெம் செல்களைப் பெற்றனர். செல்கள் பின்னர் ஆல்ஜினேட் மற்றும் கொலாஜன் செய்யப்பட்ட ஜெல்லில் வைக்கப்பட்டன. அச்சுப்பொறியின் ஒற்றை முனை வழியாக செல்லும்போது செல்கள் செல்களைப் பாதுகாத்தன. ஜெல் மற்றும் செல்களை சரியான வடிவத்தில் அச்சிட பத்து நிமிடங்களுக்கும் குறைவான நேரம் தேவைப்பட்டது. ஒரு நபரின் கண்ணை ஸ்கேன் செய்வதன் மூலம் வடிவம் பெறப்பட்டது. (ஒரு மருத்துவ சூழ்நிலையில், நோயாளியின் கண் ஸ்கேன் செய்யப்படும்.) ஜெல் மற்றும் செல் கலவை அச்சிடப்பட்டதும், ஸ்டெம் செல்கள் ஒரு முழுமையான கார்னியாவை உருவாக்கியது.

அச்சிடும் செயல்முறையால் செய்யப்பட்ட கார்னியாக்கள் இன்னும் மனித கண்களில் பொருத்தப்படவில்லை. அவர்கள் இருப்பதற்கு முன்பே இது சிறிது நேரம் இருக்கும். இருப்பினும், பலருக்கு உதவக்கூடிய ஆற்றல் அவர்களுக்கு உள்ளது.

மனித உடலின் ஒரு குறிப்பிட்ட பகுதியை சரியான நேரத்தில் உருவாக்கத் தேவையான சிறப்பு செல்களை உற்பத்தி செய்ய ஸ்டெம் செல்களைத் தூண்டுவது ஒரு சவாலாகும். எவ்வாறாயினும், இது எங்களுக்கு அற்புதமான நன்மைகளைத் தரக்கூடிய ஒரு செயல்முறையாகும்.

ஒரு சிப்பில் மினி உறுப்புகள், ஆர்கனாய்டுகள் அல்லது உறுப்புகளின் நன்மைகள்

3 டி பிரிண்டிங் (மற்றும் பிற முறைகள்) மூலம் விஞ்ஞானிகள் மினி உறுப்புகளை உருவாக்க முடிந்தது. "மினி உறுப்புகள்" என்பது உறுப்புகளின் மினியேச்சர் பதிப்புகள், உறுப்புகளின் பிரிவுகள் அல்லது குறிப்பிட்ட உறுப்புகளிலிருந்து திசுக்களின் திட்டுகள். அவை மினி ஆர்கன் என்ற சொல்லுக்கு கூடுதலாக பல்வேறு பெயர்களால் குறிப்பிடப்படுகின்றன. அச்சிடப்பட்ட படைப்புகள் முழு அளவிலான உறுப்புகளில் காணப்படும் ஒவ்வொரு வகை கட்டமைப்பையும் கொண்டிருக்கக்கூடாது, ஆனால் அவை நல்ல தோராயமானவை. அவை பொருத்தப்படாவிட்டாலும் அவை முக்கியமான பயன்பாடுகளைக் கொண்டிருக்கக்கூடும் என்று ஆராய்ச்சி சுட்டிக்காட்டுகிறது.

சீரற்ற நன்கொடையாளரால் வழங்கப்பட்ட கலங்களிலிருந்து மினி உறுப்புகள் எப்போதும் உற்பத்தி செய்யப்படுவதில்லை. மாறாக, அவை பெரும்பாலும் ஒரு நோயால் பாதிக்கப்பட்ட நபரின் உயிரணுக்களிலிருந்து தயாரிக்கப்படுகின்றன. மினி உறுப்பு மீதான மருந்துகளின் விளைவுகளை ஆராய்ச்சியாளர்கள் சரிபார்க்கலாம். ஒரு மருந்து பயனுள்ளதாகவும் தீங்கு விளைவிக்காததாகவும் கண்டறியப்பட்டால், அது நோயாளிக்கு வழங்கப்படலாம். இந்த செயல்முறைக்கு பல நன்மைகள் உள்ளன. ஒன்று, ஒரு நோயின் நோயாளியின் குறிப்பிட்ட பதிப்பிற்கும் அவற்றின் குறிப்பிட்ட மரபணுவிற்கும் பயனளிக்கும் ஒரு மருந்து பயன்படுத்தப்படலாம், இது ஒரு வெற்றிகரமான சிகிச்சையின் சாத்தியத்தை அதிகரிக்கிறது. மற்றொன்று, ஒரு நோயாளிக்கு ஒரு அசாதாரண அல்லது பொதுவாக விலையுயர்ந்த மருந்தை மருத்துவர்கள் பெற முடியும் என்றால், அந்த மருந்து பயனுள்ளதாக இருக்கும் என்பதை நிரூபிக்க முடியும். கூடுதலாக, மினி உறுப்புகளில் மருந்துகளை பரிசோதிப்பது ஆய்வக விலங்குகளின் தேவையை குறைக்கலாம்.

நுரையீரலைப் பிரதிபலிக்கும் ஒரு அமைப்பு

2019 ஆம் ஆண்டில், ரைஸ் பல்கலைக்கழகம் மற்றும் வாஷிங்டன் பல்கலைக்கழக விஞ்ஞானிகள் மனித நுரையீரலைப் பிரதிபலிக்கும் ஒரு மினி உறுப்பை உருவாக்கியதை நிரூபித்தனர். மினி நுரையீரல் ஒரு ஹைட்ரஜலால் ஆனது. இது ஒரு சிறிய நுரையீரல் போன்ற அமைப்பைக் கொண்டுள்ளது, இது சரியான இடைவெளியில் காற்றால் நிரப்பப்படுகிறது. இரத்தத்தால் நிரப்பப்பட்ட பாத்திரங்களின் நெட்வொர்க் கட்டமைப்பைச் சுற்றியுள்ளது.

தூண்டப்படும்போது, ​​உருவகப்படுத்தப்பட்ட நுரையீரல் மற்றும் அதன் பாத்திரங்கள் விரிவடையாமல் தாளமாக விரிவடைந்து சுருங்குகின்றன. அமைப்பு எவ்வாறு செயல்படுகிறது என்பதை வீடியோ காட்டுகிறது. ஆர்கனாய்டு முழு அளவு இல்லை மற்றும் மனித நுரையீரலில் உள்ள அனைத்து திசுக்களையும் பிரதிபலிக்கவில்லை என்றாலும், நுரையீரலைப் போல நகரும் திறன் மிக முக்கியமான வளர்ச்சியாகும்.

பயோபிரிண்டிங்கிற்கான சில சவால்கள்

பொருத்துவதற்கு ஏற்ற ஒரு உறுப்பை உருவாக்குவது கடினமான பணியாகும். ஒரு உறுப்பு என்பது ஒரு குறிப்பிட்ட அமைப்பில் வெவ்வேறு செல் வகைகள் மற்றும் திசுக்களைக் கொண்ட ஒரு சிக்கலான கட்டமைப்பாகும். கூடுதலாக, கரு வளர்ச்சியின் போது உறுப்புகள் உருவாகும்போது, ​​அவை ரசாயன சமிக்ஞைகளைப் பெறுகின்றன, அவை அவற்றின் சிறந்த கட்டமைப்பையும் சிக்கலான நடத்தையையும் சரியாக உருவாக்க உதவுகின்றன. நாம் ஒரு உறுப்பை செயற்கையாக உருவாக்க முயற்சிக்கும்போது இந்த சமிக்ஞைகள் இல்லை.

சில விஞ்ஞானிகள் முதலில்-ஒருவேளை வரவிருக்கும் சில காலத்திற்கு-ஒரு உறுப்பின் அனைத்து செயல்பாடுகளுக்கும் பதிலாக ஒரு ஒற்றை செயல்பாட்டைச் செய்யக்கூடிய பொருத்தக்கூடிய கட்டமைப்புகளை அச்சிடுவோம் என்று நினைக்கிறார்கள். உடலில் கடுமையான குறைபாட்டை ஈடுசெய்தால் இந்த எளிமையான கட்டமைப்புகள் மிகவும் பயனுள்ளதாக இருக்கும்.

உள்வைப்புகளுக்கு பயோபிரிண்டட் உறுப்புகள் கிடைப்பதற்கு பல வருடங்கள் முன்னதாகவே இருக்கக்கூடும் என்றாலும், அதற்கு முன்னர் தொழில்நுட்பத்தின் புதிய நன்மைகளை நாம் காணலாம். ஆராய்ச்சியின் வேகம் அதிகரித்து வருவதாக தெரிகிறது. மருத்துவம் தொடர்பாக 3 டி பிரிண்டிங்கின் எதிர்காலம் மிகவும் சுவாரஸ்யமாகவும் உற்சாகமாகவும் இருக்க வேண்டும்.

குறிப்புகள்

• ஸ்மித்சோனியன் இதழிலிருந்து ஒரு 3D அச்சுப்பொறி மற்றும் வாழும் குருத்தெலும்பு செல்கள் உருவாக்கிய ஒரு செயற்கை காது.
• பிபிசி (பிரிட்டிஷ் பிராட்காஸ்டிங் கார்ப்பரேஷன்) இலிருந்து 3 டி பிரிண்டரால் செய்யப்பட்ட மாற்று தாடை
• அமெரிக்கன் சொசைட்டி ஆஃப் மெக்கானிக்கல் இன்ஜினியர்களிடமிருந்து வண்ணமயமான 3D அச்சிடப்பட்ட கைகள்
• பயோபிரிண்டர் தி கார்டியனில் இருந்து இடமாற்றத்திற்காக பெஸ்போக் ஆய்வகத்தால் வளர்ந்த உடல் பாகங்களை உருவாக்குகிறது
• யுரேக்அலர்ட் செய்தி சேவையிலிருந்து முதல் 3 டி-அச்சிடப்பட்ட மனித கார்னியா
• 3 டி அச்சுப்பொறி புதிய விஞ்ஞானியிடமிருந்து மிகச்சிறந்த மனித கல்லீரலை உருவாக்குகிறது
• மினி 3 டி அச்சிடப்பட்ட உறுப்புகள் புதிய விஞ்ஞானியிடமிருந்து இதயத்தையும் கல்லீரலையும் துடிப்பதைப் பிரதிபலிக்கின்றன
• பிரபலமான இயக்கவியலில் இருந்து நுரையீரலைப் பிரதிபலிக்கும் ஒரு உறுப்பு
• புதிய 3D அச்சுப்பொறி அறிவியல் எச்சரிக்கையிலிருந்து உயிருள்ள உயிரணுக்களிலிருந்து வாழ்க்கை அளவிலான காது, தசை மற்றும் எலும்பு திசுக்களை உருவாக்குகிறது
• Phys.org புதிய சேவையிலிருந்து மனித தோலை அச்சிட 3-டி பயோபிரிண்டர்

இந்த கட்டுரை ஆசிரியரின் சிறந்த அறிவுக்கு துல்லியமானது மற்றும் உண்மை. உள்ளடக்கம் தகவல் அல்லது பொழுதுபோக்கு நோக்கங்களுக்காக மட்டுமே மற்றும் வணிக, நிதி, சட்ட அல்லது தொழில்நுட்ப விஷயங்களில் தனிப்பட்ட ஆலோசனை அல்லது தொழில்முறை ஆலோசனைகளுக்கு மாற்றாக இருக்காது.