Bioprinter

Bioprinter एक विशेष प्रकार के 3D प्रिंटर हैं। कंप्यूटर नियंत्रित टिशू इंजीनियरिंग के आधार पर, वे ऊतकों या बायोइरेज़ का उत्पादन कर सकते हैं। भविष्य में अंगों और कृत्रिम जीवित प्राणियों के उत्पादन के लिए उनकी मदद से यह संभव होना चाहिए।

बायोप्रिंटर क्या है?

बायोप्रिंटर्स जैविक ऊतकों और अंगों के तीन आयामी मुद्रण के लिए तकनीकी उपकरण हैं, जिन्हें जीवित कोशिकाओं में स्थानांतरित किया जाता है। 3 डी प्रिंटिंग का यह क्षेत्र अभी भी एक प्रायोगिक स्तर पर है और मुख्य रूप से विश्वविद्यालयों में वैज्ञानिक अध्ययनों में इसकी जांच की जा रही है। इसका उद्देश्य कार्यात्मक प्रतिस्थापन ऊतक और अंगों का निर्माण करना है जो चिकित्सा उपचार में उपयोग किए जा सकते हैं।

बायोप्रिन्टर का वर्णन करने के लिए उपयोग किए जाने वाले शब्द को बायोप्रिंटरिंग कहा जाता है। बायोप्रिनेटिंग लक्ष्य ऊतक या अंग की मूल संरचना से शुरू होता है। बायोप्रिन्टर का उपयोग केवल प्रयोगशाला वातावरण में किया जाता है। विशेष 3D प्रिंटर स्टोर करता है और परिणामस्वरूप प्रिंट हेड के माध्यम से कोशिकाओं की पतली परत बनाता है। ऐसा करने के लिए, बायोप्रीनर का सिर बाएं, दाएं, ऊपर या नीचे चलता है।

जैविक सामग्री के निर्माण के लिए बायोप्रिंटर जैव-स्याही या जैव-प्रक्रिया लॉग का उपयोग करते हैं। ये जीवधारियों और 90% पानी वाले हाइड्रोजेल से कोशिकाओं के साथ एकाधिकार हैं। प्रवाह संपत्ति की गणना बिल्कुल की जानी चाहिए। एक तरफ, द्रव्यमान पर्याप्त तरल होना चाहिए ताकि सिरिंजों के नलिकाएं बंद न हों और दूसरी तरफ, यह पर्याप्त रूप से ठोस होना चाहिए ताकि लक्ष्य की संरचना टिकाऊ हो।

बायोप्रिनेटिंग के लिए अन्य उपयोगों में ट्रांसप्लांट्स, सर्जिकल थेरेपी, टिशू इंजीनियरिंग और पुनर्निर्माण सर्जरी शामिल हैं।

आकार, प्रकार और प्रकार

फिलहाल, वाणिज्यिक क्षेत्र में बायोप्रिंटर का उपयोग केवल छिटपुट रूप से किया जाता है। चूंकि बायोप्रिन्टिंग विकास के चरण में है, इसलिए परिपक्व या प्रकार के बायोप्रिंटर वर्तमान में सत्यापित नहीं हैं। सिद्धांत रूप में, हालांकि, किसी भी 3 डी प्रिंटर का उपयोग बायोप्रीनिंग के लिए किया जा सकता है। इस प्रयोजन के लिए, आमतौर पर उपयोग किए जाने वाले पीवीसी पाउडर को उपयुक्त कोशिकाओं द्वारा प्रतिस्थापित किया जाना चाहिए। उन प्रक्रियाओं का भी परीक्षण किया जा रहा है जिनके साथ सामान्य इंकजेट प्रिंटर से बायोप्रिंटर विकसित करना संभव है।

जैव-स्याही को उच्च आवश्यकताओं को पूरा करना चाहिए। उदाहरण के लिए, नैदानिक ​​उद्देश्यों के लिए उपयोग किए जाने वाले प्रत्येक पदार्थ को सख्त अंतरराष्ट्रीय आवश्यकताओं को पूरा करना होगा। इससे पहले कि वे बायोप्रिंटरिंग में उपयोग किए जा सकें, ऐसे पदार्थों को परीक्षण के वर्षों के अधीन होना चाहिए।

संरचना और कार्यक्षमता

एक बायोप्रिंटर की कार्यप्रणाली एक साधारण 3 डी प्रिंटर के कार्यात्मक सिद्धांत के समान है। एक extruder का उपयोग करके नए नए साँचे बनाए जाते हैं। हालांकि, पीवीसी पाउडर का उपयोग नहीं किया जाता है, जैसा कि पारंपरिक 3 डी प्रिंटर के मामले में है, लेकिन एक बहुलक जेल, आमतौर पर एल्गिनेट पर आधारित होता है।

वर्तमान बायोप्रिंटर्स, जो कभी-कभी अभ्यास में उपयोग किए जाते हैं, बूंदों का उत्पादन करते हैं जो प्रत्येक 10,000 और 30,000 व्यक्तिगत कोशिकाओं के बीच होते हैं। इन व्यक्तिगत कोशिकाओं के संगठन को समान विकास कारकों के आधार पर कार्यात्मक ऊतक संरचनाएं बनाने के लिए एक साथ आना चाहिए।

बायोप्रिंटर्स को सटीक प्रिंटिंग के लिए तापमान नियंत्रण की आवश्यकता होती है। वर्तमान जैव-प्रिंटर स्थानिक रूप से बहुत बड़े हैं और चौड़ाई, लंबाई और ऊंचाई में कई मीटर हो सकते हैं। सीरिंज के प्लंजर्स को एक कंप्यूटर के माध्यम से नियंत्रित किया जाता है, जो आमतौर पर प्रिंटर के बाहर स्थित होता है। इसका आधार 3 डी मॉडल का डिजिटल रूप से उपलब्ध डेटा है। जैव-स्याही को आठ स्प्रे नलिका से बाहर दबाया जाता है और एक मंच पर इरादा संरचना बनाई जाती है।

चिकित्सा और स्वास्थ्य लाभ

सिद्धांत रूप में, बायोप्रिंटर का उपयोग विशेष रूप से तीन क्षेत्रों में किया जाता है: चिकित्सा, खाद्य उद्योग और सिंथेटिक जीव विज्ञान में। चिकित्सा में, सर्जिकल थेरेपी, पुनर्निर्माण सर्जरी, अंग दान और प्रत्यारोपण के उप-क्षेत्रों में बायोप्रिंटर का उपयोग करने योग्य और योजनाबद्ध है।एक प्रमुख लाभ यह स्पष्ट है, विशेष रूप से बायोप्रिंटर से अंगों के साथ: प्रत्यारोपण के लिए इच्छित शरीर के साथ सटीक समन्वय। इस तरह, एक उपयुक्त दाता अंग की खोज जो प्राप्त शरीर के लिए उपयुक्त है उसे रोका जा सकता है।

पुनर्निर्माण सर्जरी में, सरलीकरण और सुधार अपेक्षित हैं। यहां प्रक्रियाएं बोधगम्य होती हैं, जिसमें मरीज के शरीर के विभिन्न हिस्सों से कोशिकाओं को ले जाया जाता है - जैसे कि कान, उंगलियां और घुटने। इन कोशिकाओं को एक प्रयोगशाला में प्रचारित किया जाता है। फिर बायोपॉलिमर जोड़ा जाता है। बायोप्रिंटर सैद्धांतिक रूप से इस तरह के निलंबन से प्रत्यारोपण का निर्माण कर सकता है। इसका उपयोग रोगी के लिए किया जाता है। शरीर की अपनी कोशिकाएं समय के साथ बायोपॉलिमर को तोड़ देती हैं। विशेष लाभ यह हो सकता है कि शरीर प्रत्यारोपण को अस्वीकार नहीं करता है। इसके अलावा, ऐसा प्रत्यारोपण शरीर के साथ बढ़ सकता है। इस सकारात्मक संपत्ति का कारण यह है कि प्रत्यारोपण रोगी के विकास नियंत्रण से जुड़ा हुआ है।

चिकित्सा में बायोप्रिंटर्स के उपयोग पर अनुसंधान का क्षेत्र लगातार बढ़ रहा है। फिलहाल, एक नाक की तरह उपास्थि से ग्राफ्ट बनाना बहुत ही बोधगम्य है। शरीर के अंगों का उत्पादन अधिक गंभीर रूप से देखा जाता है। विशेष रूप से, अंगों की आपूर्ति के लिए आवश्यक केशिकाओं की संख्या की वर्तमान में आवश्यक सटीकता के साथ कल्पना नहीं की जा सकती है। एक और समस्या इस तथ्य से उत्पन्न हो सकती है कि इस तरह की जटिल संरचनाओं में शरीर के अंगों के रूप में विभिन्न कोशिकाओं को समन्वयित करना पड़ता है और विभिन्न कार्यों को पूरा करने में सक्षम होने के लिए एक दूसरे के साथ संवाद करना पड़ता है।

खाद्य उद्योग में मांस का उत्पादन करने के लिए बायोप्रिंटर का भी उपयोग किया जा सकता है। अपने स्वयं के बयानों के अनुसार, पहली कंपनियों ने पहले ही ऐसे उत्पादों को सफलतापूर्वक मुद्रित किया है। ये कत्ल से स्वादिष्ट और कम महंगे होने चाहिए। हालांकि, बायोप्रिनेटिंग द्वारा मुद्रित कोई भी मांस वर्तमान में दुकानों में उपलब्ध नहीं है।