बायोप्रिंटर हे विशेष प्रकारचे 3D प्रिंटर आहेत. संगणक-नियंत्रित टिश्यू अभियांत्रिकीच्या आधारे, ते ऊतक किंवा बायोएरे तयार करू शकतात. भविष्यात त्यांच्या मदतीने अवयव आणि कृत्रिम सजीवांची निर्मिती करणे शक्य झाले पाहिजे.
बायोप्रिंटर म्हणजे काय?
बायोप्रिंटर हे विशेष प्रकारचे 3D प्रिंटर आहेत. बायोप्रिंटर ही जैविक ऊती आणि अवयवांना जिवंत पेशींमध्ये हस्तांतरित करून तीन आयामांमध्ये मुद्रित करण्यासाठी तांत्रिक उपकरणे आहेत. 3D प्रिंटिंगचे हे क्षेत्र अद्याप प्रायोगिक टप्प्यावर आहे आणि मुख्यतः विद्यापीठांमधील वैज्ञानिक अभ्यासांमध्ये त्याची तपासणी केली जात आहे. वैद्यकीय उपचारांमध्ये वापरल्या जाऊ शकणार्‍या कार्यात्मक बदली ऊतक आणि अवयव तयार करण्याची शक्यता निर्माण करणे हे ध्येय आहे. बायोप्रिंटरच्या क्रियाकलाप शब्दाला बायोप्रिंटिंग म्हणतात. बायोप्रिंटिंग लक्ष्य ऊती किंवा अवयवाच्या मूलभूत रचनेपासून सुरू होते. बायोप्रिंटर केवळ प्रयोगशाळेच्या वातावरणात वापरला जातो. विशेष 3D प्रिंटर प्रिंटद्वारे सेलचे पातळ थर साठवतो आणि तयार करतो डोके परिणामी. हे करण्यासाठी, द डोके बायोप्रिंटर डावीकडे, उजवीकडे, वर किंवा खाली सरकते. बायोप्रिंटर्स सेंद्रिय पदार्थ तयार करण्यासाठी बायो-इंक किंवा बायोप्रोसेसिंग प्रोटोकॉल वापरतात. हे बायोपॉलिमर आहेत ज्यात सजीवांच्या पेशी आणि 90% पर्यंत हायड्रोजेल असतात पाणी. प्रवाह गुणधर्म तंतोतंत गणना करणे आवश्यक आहे. एकीकडे, द वस्तुमान पुरेसे द्रव असले पाहिजे जेणेकरून सिरिंजच्या सुया अडकणार नाहीत आणि दुसरीकडे, ते पुरेसे घन असले पाहिजे जेणेकरून लक्ष्याची रचना टिकाऊ असेल. बायोप्रिंटिंगसाठी इतर उपयोगांचा समावेश आहे प्रत्यारोपण, सर्जिकल उपचार, ऊतक अभियांत्रिकी, आणि पुनर्रचनात्मक शस्त्रक्रिया.
फॉर्म, प्रकार आणि प्रजाती
सध्या, व्यावसायिक क्षेत्रात बायोप्रिंटर्सचा वापर तुरळकपणे केला जातो. बायोप्रिंटिंग विकासाच्या टप्प्यात असल्यामुळे, प्रौढ प्रजाती किंवा बायोप्रिंटर्सचे प्रकार सध्या असत्यापित आहेत. तत्वतः, तथापि, कोणताही 3D प्रिंटर बायोप्रिंटिंगसाठी वापरला जाऊ शकतो. असे करण्यासाठी, सामान्यतः वापरल्या जाणार्या पी.व्ही.सी पावडर योग्य पेशींनी पुनर्स्थित करणे आवश्यक आहे. प्रक्रिया देखील तपासल्या जात आहेत ज्याद्वारे सामान्य इंकजेट प्रिंटरपासून बायोप्रिंटर्स विकसित करणे शक्य आहे. बायो-शाईवर उच्च मागणी करणे आवश्यक आहे. उदाहरणार्थ, क्लिनिकल हेतूंसाठी वापरल्या जाणार्या कोणत्याही पदार्थाने कठोर आंतरराष्ट्रीय वैशिष्ट्ये पूर्ण करणे आवश्यक आहे. बायोप्रिंटिंगमध्ये वापरण्यापूर्वी, अशा पदार्थांची अनेक वर्षे चाचणी करावी लागते.
रचना आणि ऑपरेशनची मोड
बायोप्रिंटर ज्या पद्धतीने कार्य करतो ते सामान्य 3D प्रिंटरच्या ऑपरेटिंग तत्त्वासारखेच असते. एक्सट्रूडरच्या सहाय्याने मोल्ड तयार केले जातात. तथापि, पीव्हीसी नाही पावडर पारंपारिक 3D प्रिंटर प्रमाणेच वापरला जातो, परंतु पॉलिमर जेल, सहसा अल्जिनेटवर आधारित असतो. सध्याचे बायोप्रिंटर्स, जे सरावामध्ये तुरळकपणे वापरले जातात, प्रत्येक 10,000 ते 30,000 वैयक्तिक पेशी असलेले थेंब तयार करतात. या एकल पेशींची संघटना, योग्य वाढीच्या घटकांवर आधारित, कार्यात्मक ऊतक संरचना तयार करण्यासाठी एकत्र येणे अपेक्षित आहे. बायोप्रिंटर्सना अचूक छपाईसाठी तापमान नियंत्रण आवश्यक असते. सध्याचे बायोप्रिंटर अवकाशीयदृष्ट्या खूप मोठे आहेत आणि रुंदी, लांबी आणि उंची अनेक मीटर असू शकतात. सामान्यतः प्रिंटरच्या बाहेर असलेला संगणक, सिरिंज प्लंगर्स नियंत्रित करतो. याचा आधार 3D मॉडेलचा डिजिटली उपलब्ध डेटा आहे. बायोइंक आठ स्प्रे नोझल्समधून बाहेर ढकलले जाते आणि इच्छित रचना एका प्लॅटफॉर्मवर तयार केली जाते.
वैद्यकीय आणि आरोग्यासाठी फायदे
तत्त्वतः, बायोप्रिंटर्सचा वापर भविष्यात विशेषतः तीन क्षेत्रांमध्ये करणे अपेक्षित आहे: औषध, अन्न उद्योग आणि कृत्रिम जीवशास्त्र. वैद्यकशास्त्रात, बायोप्रिंटर्सचा वापर शल्यचिकित्सेच्या उपक्षेत्रांमध्ये कल्पना करता येतो आणि त्याची कल्पना केली जाते उपचार, पुनर्रचनात्मक शस्त्रक्रिया, अवयव दान, आणि प्रत्यारोपण. विशेषत: बायोप्रिंटर्सद्वारे अवयवांच्या बाबतीत, एक मोठा फायदा स्पष्ट आहे: शरीराशी अचूक जुळणी प्रत्यारोपण. अशा प्रकारे, प्राप्त करणार्‍या शरीराशी जुळणार्‍या योग्य दात्याच्या अवयवाचा शोध, जो सध्या आवश्यक आहे, बंद केला जाऊ शकतो. पुनर्रचनात्मक शस्त्रक्रियेमध्ये, सरलीकरण आणि सुधारणा अपेक्षित आहेत. येथे, प्रक्रिया कल्पना करण्यायोग्य आहेत ज्यामध्ये रुग्णाच्या शरीराच्या विविध भागांमधून - कान, बोटे आणि गुडघे यांसारख्या पेशी घेतल्या जातात. या पेशी प्रयोगशाळेत गुणाकारल्या जातात. बायोपॉलिमर नंतर जोडले जाते. अशा निलंबनापासून, बायोप्रिंटर, सिद्धांततः, एक कलम तयार करू शकतो. हे नंतर रुग्णामध्ये रोपण केले जाते. शरीराच्या स्वतःच्या पेशी नंतर कालांतराने बायोपॉलिमरला कमी करतात. फायदा विशेषतः या वस्तुस्थितीत असू शकतो की प्रत्यारोपण शरीराद्वारे नाकारले जात नाही. शिवाय, असे प्रत्यारोपण करू शकते वाढू शरीरासह. या सकारात्मक गुणधर्माचे कारण असे आहे की इम्प्लांट रुग्णाच्या वाढ नियंत्रण प्रणालीशी जोडलेले आहे. बायो-च्या वापरासाठी संशोधनाचे क्षेत्रप्रत्यारोपण औषधात सुरू आहे वाढू. याक्षणी, पासून grafts उत्पादन कूर्चा, जसे की नाक, खूप कल्पना करण्यायोग्य आहे. शरीराच्या अवयवांचे उत्पादन अधिक गंभीर आहे. विशेषतः, अवयवांना पुरवण्यासाठी आवश्यक असलेल्या केशिकांची संख्या सध्या आवश्यक अचूकतेसह कल्पना करता येत नाही. आणखी एक समस्या उद्भवू शकते की शरीराच्या अवयवांसारख्या जटिल संरचनांमध्ये, भिन्न कार्ये करण्यासाठी भिन्न पेशी समन्वयित आणि एकमेकांशी संवाद साधल्या पाहिजेत. बायोप्रिंटर्सचा वापर अन्न उद्योगात मांस तयार करण्यासाठी देखील केला जाऊ शकतो. पहिल्या कंपन्यांनी - त्यांच्या स्वतःच्या विधानांनुसार - आधीच अशी उत्पादने यशस्वीरित्या मुद्रित केली आहेत. हे चवदार आणि कत्तल करण्यापेक्षा कमी खर्चिक असे दोन्ही म्हटले जाते. तथापि, बायोप्रिंटिंगद्वारे छापलेले कोणतेही मांस सध्या विक्रीवर नाही.
