3D ‘बायोप्रिंटिंग’ बाल हृदय दोषों और अधिक के साथ मदद कर सकता है



11 जुलाई, 2022 – संयुक्त राज्य अमेरिका में हर 100 बच्चों में से लगभग 1 का जन्म हृदय दोष के साथ होता है। प्रभाव विनाशकारी हो सकते हैं, जिसके लिए बच्चे को प्रत्यारोपित उपकरणों पर भरोसा करने की आवश्यकता होती है जिन्हें समय के साथ बदलना होगा। स्टैनफोर्ड विश्वविद्यालय में बायोइंजीनियरिंग के प्रोफेसर, मार्क स्काईलर-स्कॉट, पीएचडी कहते हैं, “मरीज के साथ यांत्रिक समाधान नहीं बढ़ते हैं।” “इसका मतलब है कि रोगी को बढ़ने के साथ-साथ कई सर्जरी की आवश्यकता होगी।” वह और उनकी टीम एक ऐसे समाधान पर काम कर रहे हैं जो उन बच्चों को कम सर्जरी के साथ जीवन की बेहतर गुणवत्ता प्रदान कर सके। उनका विचार: ऊतकों को तैयार करने के लिए 3 डी “बायोप्रिंटर” का उपयोग करना डॉक्टरों को एक मरीज की मदद करने की आवश्यकता होती है। “सपना हृदय के वाल्व और वेंट्रिकल्स जैसे हृदय के ऊतकों को प्रिंट करने में सक्षम होना है, जो जीवित हैं और रोगी के साथ बढ़ सकते हैं,” कहते हैं स्काईलार-स्कॉट, जिन्होंने जहाजों और हृदय के ऊतकों को बनाने के लिए बायोप्रिंटिंग तकनीकों पर काम करते हुए पिछले 15 साल बिताए हैं। आपके शरीर के लिए 3डी प्रिंटर नियमित 3डी प्रिंटिंग आपके कार्यालय में इंकजेट प्रिंटर की तरह काम करता है, लेकिन एक महत्वपूर्ण अंतर के साथ: एक स्प्रे करने के बजाय कागज पर स्याही की परत, एक 3D प्रिंटर नीचे से ऊपर तक कुछ बनाने के लिए पिघले हुए प्लास्टिक या अन्य सामग्रियों की परतों को एक बार में छोड़ता है। नतीजा ऑटो पार्ट्स से लेकर पूरे घरों तक कुछ भी हो सकता है। त्रि-आयामी बायोप्रिंटिंग, या त्वचा, वाहिकाओं, अंगों या हड्डी जैसी 3D संरचनाओं को बनाने के लिए जीवित कोशिकाओं का उपयोग करने की प्रक्रिया, एक विज्ञान कथा फिल्म की तरह लगती है, लेकिन वास्तव में 1988 से अस्तित्व में है। जहां एक 3D प्रिंटर हो सकता है पेन स्टेट यूनिवर्सिटी में इंजीनियरिंग विज्ञान और यांत्रिकी, बायोमेडिकल इंजीनियरिंग और न्यूरोसर्जरी के प्रोफेसर इब्राहिम ओज़बोलट कहते हैं, प्लास्टिक या कंक्रीट पर भरोसा करने के लिए, एक बायोप्रिंटर को “कोशिकाओं, डीएनए, माइक्रोआरएनए और अन्य जैविक पदार्थों जैसी चीजों की आवश्यकता होती है।” सामग्री को हाइड्रोजेल में लोड किया जाता है ताकि कोशिकाएं व्यवहार्य और विकसित रह सकें, “ओज़बोलैट कहते हैं। “इस ‘जैव-स्याही’ को तब स्तरित किया जाता है और जीवित ऊतक में परिपक्व होने का समय दिया जाता है, जिसमें 3 से 4 सप्ताह लग सकते हैं।” वैज्ञानिक अब तक शरीर के किन अंगों को छापने में सक्षम हैं? बायोप्रिंटिंग के माध्यम से आज तक बनाए गए अधिकांश ऊतक काफी छोटे हैं – और लगभग सभी अभी भी परीक्षण के विभिन्न चरणों में हैं। “उपास्थि कान पुनर्निर्माण, तंत्रिका पुनर्जनन और त्वचा पुनर्जनन के लिए नैदानिक ​​​​परीक्षण शुरू हो गए हैं,” ओज़बोलट कहते हैं। “अगले 5 से 10 वर्षों में, हम जटिल अंगों के साथ और अधिक नैदानिक ​​​​परीक्षणों की उम्मीद कर सकते हैं।” बायोप्रिंटिंग बैक क्या है? 3डी बायोप्रिंटिंग के साथ दिक्कत यह है कि मानव अंग मोटे होते हैं। एक मिलीमीटर ऊतक को प्रिंट करने में लाखों-करोड़ों कोशिकाएं लगती हैं। यह न केवल संसाधन-गहन है, बल्कि इसमें अत्यधिक समय भी लगता है। एक बायोप्रिंटर जिसने एक समय में एकल कोशिकाओं को बाहर धकेल दिया, उसे कुछ मिलीमीटर ऊतक का उत्पादन करने के लिए कई हफ्तों की आवश्यकता होगी। लेकिन स्काईलार-स्कॉट और उनकी टीम ने हाल ही में एक ऐसी सफलता हासिल की है जो निर्माण समय में काफी कटौती करने में मदद कर सकती है। एकल कोशिकाओं के साथ काम करने के बजाय , स्काईलार-स्कॉट की टीम ने ऑर्गेनॉइड नामक स्टेम कोशिकाओं के एक समूह के साथ सफलतापूर्वक बायोप्रिंट किया। जब कई ऑर्गेनॉइड एक-दूसरे के पास रखे जाते हैं, तो वे आपस में जुड़ जाते हैं – ठीक उसी तरह जैसे चावल के दाने आपस में टकराते हैं। ये झुरमुट तब छोटे अंगों के समान छोटे संरचनाओं का एक नेटवर्क बनाने के लिए स्वयं-इकट्ठे होते हैं। “एकल कोशिकाओं को प्रिंट करने के बजाय, हम बड़े बिल्डिंग ब्लॉक्स के साथ प्रिंट कर सकते हैं। [the organoids], “स्काइलर-स्कॉट कहते हैं। “हम मानते हैं कि यह ऊतक निर्माण का एक तेज़ तरीका है।” जबकि ऑर्गेनोइड उत्पादन को गति देते हैं, 3 डी बायोप्रिंटिंग के इस तरीके की अगली चुनौती पर्याप्त सामग्री है। “अब जब हम बहुत सारी कोशिकाओं के साथ चीजों का निर्माण कर सकते हैं, तो हमें अभ्यास करने के लिए बहुत सारी कोशिकाओं की आवश्यकता होती है,” स्काईलार-स्कॉट कहते हैं। कितनी कोशिकाओं की जरूरत है? वे कहते हैं, “एक विशिष्ट वैज्ञानिक एक डिश में 1 से 2 मिलियन कोशिकाओं के साथ काम करता है। एक बड़े, मोटे अंग के निर्माण में 10 से 300 अरब कोशिकाएँ लगती हैं।” बायोप्रिंटिंग कैसे दवा बदल सकती है बायोप्रिंटिंग के लिए एक दृष्टिकोण बच्चों में उपयोग के लिए जीवित हृदय ऊतक और पूरे अंगों का निर्माण करना है। यह अंग प्रत्यारोपण और सर्जरी की आवश्यकता को कम कर सकता है क्योंकि जीवित ऊतक विकसित होंगे और रोगी के अपने शरीर के साथ काम करेंगे। लेकिन शरीर के प्रमुख ऊतकों को मुद्रित और व्यवहार्य होने से पहले कई मुद्दों को हल करने की आवश्यकता है। “अभी हम इसके बजाय छोटे सोच रहे हैं। पूरे दिल को छापने का, ”स्काइलर-स्कॉट कहते हैं। इसके बजाय, वे वाल्व और निलय जैसी छोटी संरचनाओं पर ध्यान केंद्रित करते हैं। और वे संरचनाएं, स्काईलार-स्कॉट कहते हैं, कम से कम 5 से 10 साल बाहर हैं। इस बीच, ओज़बोलैट एक ऐसी दुनिया की कल्पना करता है जहाँ डॉक्टर ठीक उसी तरह की संरचनाओं को बायोप्रिंट कर सकते हैं, जब एक मरीज ऑपरेटिंग टेबल पर होता है। “यह एक ऐसी तकनीक है जहां सर्जन सीधे रोगी पर प्रिंट खींचने में सक्षम होंगे,” ओज़बोलट कहते हैं। इस तरह की ऊतक मुद्रण तकनीक अपनी प्रारंभिक अवस्था में है, लेकिन उनकी टीम इसे और आगे लाने के लिए समर्पित है। .



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