જાહેરાત

3D બાયોપ્રિંટિંગનો ઉપયોગ કરીને 'વાસ્તવિક' જૈવિક માળખાંનું નિર્માણ

3D બાયોપ્રિંટિંગ ટેકનિકમાં મોટી પ્રગતિમાં, કોષો અને પેશીઓ તેમના કુદરતી વાતાવરણમાં વર્તવા માટે બનાવવામાં આવ્યા છે જેથી કરીને 'વાસ્તવિક' જૈવિક બંધારણો રચી શકાય.

3D પ્રિન્ટિંગ એ એક એવી પ્રક્રિયા છે જેમાં સામગ્રીને એકસાથે ઉમેરવામાં આવે છે અને આ રીતે ત્રિ-પરિમાણીય ઑબ્જેક્ટ અથવા એન્ટિટી બનાવવા માટે કમ્પ્યુટરના ડિજિટલ નિયંત્રણ હેઠળ જોડાય છે અથવા મજબૂત બને છે. રેપિડ પ્રોટોટાઇપિંગ અને એડિટિવ મેન્યુફેક્ચરિંગ એ અન્ય શબ્દો છે જેનો ઉપયોગ લેયરિંગ મટિરિયલ અને ક્રમિક બિલ્ટ-અપ દ્વારા જટિલ વસ્તુઓ અથવા એન્ટિટી બનાવવાની આ તકનીકનું વર્ણન કરવા માટે થાય છે - અથવા ફક્ત એક 'એડિટિવ' પદ્ધતિ. આ નોંધપાત્ર ટેક્નોલોજી 1987 માં સત્તાવાર રીતે શોધાયા પછી લગભગ ત્રણ દાયકાઓ સુધી છે, તાજેતરમાં જ તે માત્ર પ્રોટોટાઇપ્સના ઉત્પાદનના માધ્યમ તરીકે નહીં પરંતુ સંપૂર્ણ કાર્યાત્મક ઘટકો ઓફર કરતી હોવાને કારણે પ્રસિદ્ધિ અને લોકપ્રિયતામાં ધકેલાઈ ગઈ છે. જેમ કે ની શક્યતાઓ સંભવિત છે 3D પ્રિન્ટિંગ કે તે હવે એન્જિનિયરિંગ, ઉત્પાદન અને દવા સહિતના ઘણા ક્ષેત્રોમાં મુખ્ય નવીનતાઓ ચલાવી રહી છે.

વિવિધ પ્રકારની એડિટિવ મેન્યુફેક્ચરિંગ પદ્ધતિઓ ઉપલબ્ધ છે જે અંતિમ અંતિમ પરિણામ પ્રાપ્ત કરવા માટે સમાન પગલાંને અનુસરે છે. પ્રથમ નિર્ણાયક પગલામાં, કમ્પ્યુટર પર CAD (કોમ્પ્યુટર-એઇડેડ-ડિઝાઇન) સોફ્ટવેરનો ઉપયોગ કરીને ડિઝાઇન બનાવવામાં આવે છે-જેને ડિજિટલ બ્લુપ્રિન્ટ કહેવાય છે. આ સૉફ્ટવેર આગાહી કરી શકે છે કે અંતિમ માળખું કેવી રીતે બહાર આવશે અને વર્તન પણ કરશે, આમ સારા પરિણામ માટે આ પ્રથમ પગલું મહત્વપૂર્ણ છે. આ CAD ડિઝાઇન પછી ટેકનિકલ ફોર્મેટમાં રૂપાંતરિત થાય છે (જેને .stl ફાઇલ અથવા પ્રમાણભૂત ટેસેલેશન ભાષા કહેવાય છે) જે 3D પ્રિન્ટર માટે ડિઝાઇનની સૂચનાઓનું અર્થઘટન કરવા સક્ષમ થવા માટે જરૂરી છે. આગળ, વાસ્તવિક પ્રિન્ટિંગ માટે 3D પ્રિન્ટરને સેટ કરવાની જરૂર છે (નિયમિત, ઘર અથવા ઑફિસના 2D પ્રિન્ટર જેવું જ) - આમાં કદ અને ઓરિએન્ટેશન ગોઠવવું, લેન્ડસ્કેપ અથવા પોટ્રેટ પ્રિન્ટ માટે પસંદગી કરવી, યોગ્ય પાવડર સાથે પ્રિન્ટર કારતુસ ભરવાનો સમાવેશ થાય છે. . આ 3 ડી પ્રિન્ટર પછી પ્રિન્ટિંગ પ્રક્રિયા શરૂ થાય છે, ધીમે ધીમે એક સમયે સામગ્રીના એક માઇક્રોસ્કોપિક સ્તરની ડિઝાઇન બનાવે છે. આ સ્તરની જાડાઈ સામાન્ય રીતે 0.1mmની આસપાસ હોય છે જો કે તેને પ્રિન્ટ કરવામાં આવતી ચોક્કસ વસ્તુને અનુરૂપ બનાવી શકાય છે. સમગ્ર પ્રક્રિયા મોટે ભાગે સ્વચાલિત હોય છે અને કોઈ ભૌતિક હસ્તક્ષેપની જરૂર નથી, માત્ર યોગ્ય કાર્યક્ષમતા સુનિશ્ચિત કરવા માટે સમયાંતરે તપાસ કરવામાં આવે છે. ડિઝાઇનના કદ અને જટિલતાને આધારે, ચોક્કસ ઑબ્જેક્ટ પૂર્ણ થવામાં ઘણા કલાકોથી દિવસો લે છે. વધુમાં, કારણ કે તે એક 'એડિટિવ' પદ્ધતિ છે, તે આર્થિક, ઇકો-ફ્રેન્ડલી (કોઈ બગાડ વિના) છે અને તે ડિઝાઇન માટે ઘણો મોટો અવકાશ પણ પ્રદાન કરે છે.

આગલું સ્તર: 3D બાયોપ્રિંટિંગ

બાયોપ્રિંટિંગ પરંપરાગત 3D પ્રિન્ટીંગનું વિસ્તરણ છે જે તાજેતરની પ્રગતિઓ સાથે 3D પ્રિન્ટીંગને જૈવિક જીવંત સામગ્રી પર લાગુ કરવા સક્ષમ બનાવે છે. જ્યારે 3D ઇંકજેટ પ્રિન્ટીંગનો ઉપયોગ પહેલાથી જ અદ્યતન તબીબી ઉપકરણો અને સાધનોના વિકાસ અને ઉત્પાદન માટે કરવામાં આવી રહ્યો છે, ત્યારે જૈવિક અણુઓને છાપવા, જોવા અને સમજવા માટે એક પગલું આગળ વિકસાવવાની જરૂર છે. નિર્ણાયક તફાવત એ છે કે ઇંકજેટ પ્રિન્ટીંગથી વિપરીત, બાયોપ્રિંટિંગ બાયો-ઇંક પર આધારિત છે, જેમાં જીવંત કોષની રચનાઓનો સમાવેશ થાય છે. તેથી, બાયોપ્રિંટિંગમાં, જ્યારે કોઈ ચોક્કસ ડિજિટલ મોડલ ઇનપુટ થાય છે, ત્યારે ચોક્કસ જીવંત પેશીઓ કોષ સ્તર દ્વારા છાપવામાં આવે છે અને સ્તર બાંધવામાં આવે છે. જીવંત શરીરના અત્યંત જટિલ સેલ્યુલર ઘટકોને કારણે, 3D બાયોપ્રિંટિંગ ધીમે ધીમે આગળ વધી રહ્યું છે અને સામગ્રી, કોષો, પરિબળો, પેશીઓની પસંદગી જેવી જટિલતાઓ વધારાના પ્રક્રિયાગત પડકારો ઉભી કરી રહી છે. આ જટિલતાઓને આંતરશાખાકીય ક્ષેત્રો જેમ કે જીવવિજ્ઞાન, ભૌતિકશાસ્ત્ર અને દવાની તકનીકોને એકીકૃત કરીને સમજને વિસ્તૃત કરીને સંબોધિત કરી શકાય છે.

બાયોપ્રિંટિંગમાં મોટી પ્રગતિ

માં પ્રકાશિત એક અભ્યાસમાં અદ્યતન કાર્યાત્મક સામગ્રી, સંશોધકોએ 3D બાયોપ્રિંટિંગ ટેકનિક વિકસાવી છે જે સામાન્ય રીતે કુદરતી પેશીઓ (તેમના મૂળ વાતાવરણ)માં જોવા મળતા કોષો અને પરમાણુઓનો ઉપયોગ કરીને 'વાસ્તવિક' જૈવિક માળખાને મળતી આવતી રચનાઓ અથવા રચનાઓ બનાવે છે. આ ખાસ બાયોપ્રિંટિંગ ટેકનિક જટિલ બાયોમોલેક્યુલર સ્ટ્રક્ચર્સ બનાવવા માટે 'મોલેક્યુલર સેલ્ફ-એસેમ્બલી' ને '3D પ્રિન્ટિંગ' સાથે જોડે છે. મોલેક્યુલર સેલ્ફ-એસેમ્બલી એ એક પ્રક્રિયા છે જેના દ્વારા અણુઓ ચોક્કસ કાર્ય કરવા માટે તેમના પોતાના પર નિર્ધારિત ગોઠવણ અપનાવે છે. આ ટેકનીક માળખાકીય સુવિધાઓના માઇક્રો અને મેક્રોસ્કોપિક નિયંત્રણને એકીકૃત કરે છે જે '3D પ્રિન્ટિંગ' 'મોલેક્યુલર સેલ્ફ-એસેમ્બલી' દ્વારા સક્ષમ 'મોલેક્યુલર અને નેનો-સ્કેલ કંટ્રોલ' પ્રદાન કરે છે. તે છાપવામાં આવતા કોષોને ઉત્તેજીત કરવા માટે મોલેક્યુલર સેલ્ફ-એસેમ્બલીની શક્તિનો ઉપયોગ કરે છે, જે અન્યથા 3D પ્રિન્ટીંગમાં મર્યાદા છે જ્યારે નિયમિત '3D પ્રિન્ટિંગ શાહી' આ માટે આ માધ્યમ પ્રદાન કરતી નથી.

સંશોધકોએ 'બાયો શાહી'માં સ્ટ્રક્ચર્સને 'એમ્બેડેડ' કર્યું છે જે શરીરની અંદરના તેમના મૂળ વાતાવરણ જેવું જ છે અને આ રચનાઓ શરીરમાં જેમ વર્તે છે તેમ વર્તે છે. આ બાયો-ઇંક, જેને સ્વ-એસેમ્બલિંગ શાહી પણ કહેવાય છે તે પ્રિન્ટીંગ દરમિયાન અને પછી રાસાયણિક અને ભૌતિક ગુણધર્મોને નિયંત્રિત અથવા મોડ્યુલેટ કરવામાં મદદ કરે છે, જે પછી તે મુજબ કોષના વર્તનને ઉત્તેજીત કરવા માટે પરવાનગી આપે છે. જ્યારે લાગુ કરવામાં આવે ત્યારે અનન્ય પદ્ધતિ બાયોપ્રિંટિંગ અમને આ કોષો તેમના વાતાવરણમાં કેવી રીતે કાર્ય કરે છે તેના પર અવલોકનો કરવાની મંજૂરી આપે છે, જેનાથી અમને વાસ્તવિક જૈવિક દૃશ્યની સ્નેપશોટ અને સમજ મળે છે. તે બહુવિધ સ્કેલ પર સારી રીતે વ્યાખ્યાયિત માળખામાં એસેમ્બલ કરવામાં સક્ષમ બહુવિધ પ્રકારના બાયોમોલેક્યુલ્સને છાપીને 3D જૈવિક માળખાં બનાવવાની સંભાવનાને વધારે છે.

ભવિષ્ય ખૂબ આશાવાદી છે!

બાયોપ્રિંટિંગ સંશોધનનો ઉપયોગ પહેલાથી જ વિવિધ પ્રકારના પેશી પેદા કરવા માટે કરવામાં આવી રહ્યો છે અને તેથી પ્રત્યારોપણ માટે યોગ્ય પેશીઓ અને અવયવો - ત્વચા, હાડકા, કલમો, હૃદયની પેશીઓ વગેરેની જરૂરિયાતને સંબોધવા માટે ટીશ્યુ એન્જિનિયરિંગ અને પુનર્જીવિત દવા માટે ખૂબ જ મહત્વપૂર્ણ બની શકે છે. વધુમાં, તકનીક વાસ્તવમાં ડિજીટલ નિયંત્રણ હેઠળ અને મોલેક્યુલર ચોકસાઇ સાથે- જે શરીરમાં પેશીઓને મળતા આવે છે અથવા તેની નકલ કરે છે તે વસ્તુઓ અથવા રચનાઓ બનાવીને ટીશ્યુ એન્જિનિયરિંગની સમૃદ્ધિને સક્ષમ કરવા જટિલ અને વિશિષ્ટ કોષ વાતાવરણ જેવા જૈવિક દૃશ્યો ડિઝાઇન કરવા અને બનાવવાની શક્યતાઓની વિશાળ શ્રેણી ખોલે છે. જીવંત પેશીઓ, હાડકાં, રક્તવાહિનીઓ અને સંભવિત અને સમગ્ર અવયવોના મોડલ તબીબી પ્રક્રિયાઓ, તાલીમ, પરીક્ષણ, સંશોધન અને દવાની શોધની પહેલ માટે બનાવવા શક્ય છે. કસ્ટમાઇઝ્ડ દર્દી-વિશિષ્ટ રચનાઓની ખૂબ જ ચોક્કસ પેઢી સચોટ, લક્ષિત અને વ્યક્તિગત સારવાર ડિઝાઇન કરવામાં મદદ કરી શકે છે.

સામાન્ય રીતે બાયોપ્રિંટિંગ અને 3D ઇંકજેટ પ્રિન્ટીંગ માટેના સૌથી મોટા અવરોધો પૈકી એક એ છે કે પ્રિન્ટીંગના પ્રથમ પગલા પર પડકારને પહોંચી વળવા માટે અદ્યતન, અત્યાધુનિક સોફ્ટવેરનો વિકાસ - યોગ્ય ડિઝાઇન અથવા બ્લુપ્રિન્ટ બનાવવી. દાખલા તરીકે, નિર્જીવ પદાર્થોની બ્લુપ્રિન્ટ સરળતાથી બનાવી શકાય છે, પરંતુ જ્યારે યકૃત અથવા હૃદયના ડિજિટલ મોડલ બનાવવાની વાત આવે છે, ત્યારે તે મોટાભાગની ભૌતિક વસ્તુઓની જેમ પડકારરૂપ અને સીધું નથી. બાયોપ્રિંટિંગમાં ચોક્કસપણે બહુવિધ ફાયદાઓ છે - ચોક્કસ નિયંત્રણ, પુનરાવર્તિતતા અને વ્યક્તિગત ડિઝાઇન પરંતુ તે હજી પણ ઘણા પડકારોથી ઘેરાયેલું છે - સૌથી મહત્વપૂર્ણ એક અવકાશી માળખામાં બહુવિધ કોષ પ્રકારોનો સમાવેશ છે કારણ કે જીવંત વાતાવરણ ગતિશીલ છે અને સ્થિર નથી. આ અભ્યાસની પ્રગતિમાં ફાળો આપ્યો છે 3D બાયોપ્રિંટિંગ અને તેમના સિદ્ધાંતોને અનુસરીને ઘણા અવરોધો દૂર કરી શકાય છે. તે સ્પષ્ટ છે કે બાયોપ્રિંટિંગની વાસ્તવિક સફળતા તેની સાથે જોડાયેલ ઘણા પાસાઓ ધરાવે છે. સૌથી નિર્ણાયક પાસું જે બાયોપ્રિંટિંગને સશક્ત બનાવી શકે છે તે છે સંબંધિત અને યોગ્ય બાયોમટીરિયલ્સનો વિકાસ, પ્રિન્ટિંગના રિઝોલ્યુશનમાં વધારો અને આ ટેક્નોલોજીને ક્લિનિકલ રીતે સફળતાપૂર્વક લાગુ કરવામાં સક્ષમ થવા માટે વેસ્ક્યુલરાઇઝેશન. બાયોપ્રિન્ટિંગ દ્વારા માનવ પ્રત્યારોપણ માટે સંપૂર્ણ રીતે કાર્યરત અને સક્ષમ અવયવોનું 'બનાવવું' અશક્ય લાગે છે પરંતુ તેમ છતાં આ ક્ષેત્ર ઝડપથી આગળ વધી રહ્યું છે અને હવે માત્ર થોડા વર્ષોમાં પુષ્કળ વિકાસ મોખરે છે. સંશોધકો અને બાયોમેડિકલ એન્જિનિયરો પહેલેથી જ સફળ જટિલ બાયોપ્રિંટિંગના માર્ગ પર હોવાથી બાયોપ્રિંટિંગ સાથે જોડાયેલા મોટા ભાગના પડકારોને દૂર કરવા તે પ્રાપ્ત કરી શકાય તેવું હોવું જોઈએ.

બાયોપ્રિંટિંગ સાથે કેટલીક સમસ્યાઓ

ના ક્ષેત્રમાં એક નિર્ણાયક મુદ્દો ઉઠાવ્યો બાયોપ્રિંટિંગ આ તકનીકનો ઉપયોગ કરીને દર્દીઓને ઓફર કરવામાં આવતી કોઈપણ જૈવિક 'વ્યક્તિગત' સારવારની અસરકારકતા અને સલામતીનું પરીક્ષણ કરવું આ તબક્કે લગભગ અશક્ય છે. ઉપરાંત, આવી સારવારો સાથે સંકળાયેલ ખર્ચ એ એક મોટી સમસ્યા છે, ખાસ કરીને જ્યાં ઉત્પાદન સંબંધિત છે. જો કે માનવીય અવયવોને બદલી શકે તેવા કાર્યાત્મક અંગો વિકસાવવાનું ખૂબ જ શક્ય છે, પરંતુ તેમ છતાં, દર્દીનું શરીર નવી પેશીઓ અથવા કૃત્રિમ અંગને સ્વીકારશે કે કેમ અને આવા પ્રત્યારોપણ સફળ થશે કે કેમ તે મૂલ્યાંકન કરવા માટે હાલમાં કોઈ નિરર્થક રીત નથી. બધા.

બાયોપ્રિંટિંગ એ વધતું બજાર છે અને તે પેશીઓ અને અવયવોના વિકાસ પર ધ્યાન કેન્દ્રિત કરશે અને કદાચ થોડા દાયકાઓમાં 3D પ્રિન્ટેડ માનવ અવયવોમાં નવા પરિણામો જોવા મળશે અને પ્રત્યારોપણ. 3D બાયોપ્રિંટિંગ અમારા જીવનકાળનો સૌથી મહત્વપૂર્ણ અને સંબંધિત તબીબી વિકાસ ચાલુ રહેશે.

***

{તમે ટાંકેલા સ્ત્રોત(ઓ)ની સૂચિમાં નીચે આપેલ DOI લિંક પર ક્લિક કરીને મૂળ સંશોધન પેપર વાંચી શકો છો}

સ્રોત (ઓ)

Hedegaard CL 2018. હાઇડ્રોડાયનેમિકલી ગાઇડેડ હાઇરાર્કિકલ સેલ્ફ-એસેમ્બલી ઓફ પેપ્ટાઇડ-પ્રોટીન બાયોઇંક. અદ્યતન કાર્યાત્મક સામગ્રીhttps://doi.org/10.1002/adfm.201703716

SCIEU ટીમ
SCIEU ટીમhttps://www.ScientificEuropean.co.uk
વૈજ્ઞાનિક યુરોપિયન® | SCIEU.com | વિજ્ઞાનમાં નોંધપાત્ર પ્રગતિ. માનવજાત પર અસર. પ્રેરણાદાયક મન.

અમારા ન્યૂઝલેટર માટે સબ્સ્ક્રાઇબ કરો

તમામ નવીનતમ સમાચાર, offersફર્સ અને વિશેષ ઘોષણાઓ સાથે અપડેટ થવું.

સૌથી વધુ લોકપ્રિય લેખ

આકાશગંગા: વાર્પનો વધુ વિગતવાર દેખાવ

સ્લોન ડિજિટલ સ્કાય સર્વેના સંશોધકોએ...

શું આપણે મનુષ્યમાં દીર્ધાયુષ્યની ચાવી શોધી કાઢી છે?

એક નિર્ણાયક પ્રોટીન જે દીર્ધાયુષ્ય માટે જવાબદાર છે...

કાર્ડિયોવેસ્ક્યુલર ઘટનાઓના નિવારણ માટે એસ્પિરિનનું વજન-આધારિત ડોઝિંગ

અભ્યાસ દર્શાવે છે કે વ્યક્તિના શરીરનું વજન તેના પર અસર કરે છે...
- જાહેરખબર -
94,260ચાહકોજેમ
47,618અનુયાયીઓઅનુસરો
1,772અનુયાયીઓઅનુસરો
30ઉમેદવારોસબ્સ્ક્રાઇબ