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3 डी प्रिंटर और लिविंग कार्टिलेज सेल द्वारा निर्मित एक कृत्रिम कान

3 डी प्रिंटिंग बड़ी खबर है: अपने राज्य के भाषण के दौरान, राष्ट्रपति ओबामा ने 3 डी प्रिंटिंग के आसपास केंद्रित विनिर्माण हब के शुभारंभ का आह्वान किया, जबकि इस सप्ताह के शुरू में, हमने प्रौद्योगिकी के सबसे चंचल अनुप्रयोगों में से एक का जन्म देखा, 3 डी डूडलर, जो आपको 3 आयामों में ठोस प्लास्टिक वस्तुओं को आकर्षित करने देता है।

कल, कॉर्नेल डॉक्टरों और इंजीनियरों ने तकनीक का एक अलग उपयोग प्रस्तुत किया: 3 डी प्रिंटिंग तकनीक का उपयोग करके निर्मित, जीवित कोशिकाओं से बना एक आजीवन कृत्रिम कान। पीएलओएस वन में प्रकाशित एक पेपर में वर्णित उनके उत्पाद को जन्मजात दोषों के साथ पैदा होने वाले बच्चों की मदद करने के लिए डिज़ाइन किया गया है जो उन्हें अविकसित बाहरी कानों जैसे कि सूक्ष्मजीव के साथ छोड़ देते हैं।

कृत्रिम अंग - जो पहले इस्तेमाल की गई कृत्रिम सामग्रियों को स्टायरोफोम-जैसे बनावट के साथ बदल सकता था, या एक रोगी के रिब्ज से कटे हुए उपास्थि ऊतक का उपयोग-एक मल्टीस्टेप प्रक्रिया का परिणाम है।

सबसे पहले, शोधकर्ता एक मरीज के कान का डिजिटल 3 डी प्रतिनिधित्व करते हैं। उनके प्रोटोटाइप के लिए, उन्होंने स्वस्थ बाल चिकित्सा कान स्कैन किए, लेकिन सैद्धांतिक रूप से, वे किसी दिन एक मरीज के सिर के दूसरी ओर एक अखंड कान को स्कैन करने में सक्षम हो सकते हैं - यदि उनके माइक्रोटिया ने केवल उनके कानों में से एक को प्रभावित किया है - और डिजिटल छवि को उल्टा कर सकता है। उन्हें स्वस्थ कान की एक सटीक प्रतिकृति बनाने के लिए।

इसके बाद, वे एक ठोस प्लास्टिक मोल्ड को कान के सटीक आकार का उत्पादन करने के लिए एक 3 डी प्रिंटर का उपयोग करते हैं और इसे एक उच्च घनत्व वाले कोलेजन जेल के साथ भरते हैं, जिसका वर्णन वे जेल-ओ के समान एक स्थिरता के रूप में करते हैं।

एक 3 डी प्रिंटर कान के कोलेजन मचान के लिए एक प्लास्टिक मोल्ड बनाता है। एक 3 डी प्रिंटर कान के कोलेजन मचान के लिए एक प्लास्टिक मोल्ड बनाता है। (लिंडसे फ्रांस / कॉर्नेल यूनिवर्सिटी फोटोग्राफी के माध्यम से छवि) एक कोलेजन कान एक कोलेजन कान, जीवित उपास्थि कोशिकाओं के साथ बोया जाता है और त्वचा के नीचे प्रत्यारोपित किया जाता है। (लिंडसे फ्रांस / कॉर्नेल यूनिवर्सिटी फोटोग्राफी के माध्यम से छवि)

मुद्रण के बाद, शोधकर्ताओं ने उपास्थि कोशिकाओं को कोलेजन मैट्रिक्स में पेश किया। प्रोटोटाइप के लिए, उन्होंने गायों से काटे गए उपास्थि के नमूनों का इस्तेमाल किया, लेकिन वे व्यवहार में रोगी के शरीर पर कहीं और उपास्थि से कोशिकाओं का उपयोग कर सकते हैं।

पोषक तत्वों से भरे एक पेट्री डिश में कुछ दिनों के दौरान, उपास्थि कोशिकाएं प्रजनन करती हैं और कोलेजन को बदलना शुरू कर देती हैं। बाद में, कान शल्य चिकित्सा से एक मानव से जुड़ा हो सकता है और त्वचा से ढंका हो सकता है, जहां उपास्थि कोशिकाएं कोलेजन को बदलना जारी रखती हैं।

अब तक, टीम ने केवल प्रयोगशाला चूहों की पीठ पर त्वचा के नीचे कृत्रिम कान प्रत्यारोपित किए हैं। चूहों से जुड़े 3 महीने के बाद, उपास्थि कोशिकाओं ने सभी कोलेजन को बदल दिया था और पूरे कान में भर दिया था, और कृत्रिम अपने मूल आकार और आकार को बनाए रखा था।

एक प्रेस बयान में, सह-लेखक जेसन स्पेक्टर ने कहा कि मरीज की अपनी कोशिकाओं का उपयोग करने से सर्जरी के बाद प्रत्यारोपण को अस्वीकार करने वाले शरीर की संभावना काफी कम हो जाएगी। एक अन्य सह-लेखक लॉरेंस बोनासर ने कहा कि जन्मजात दोषों के अलावा, कृत्रिम अंग उन लोगों के लिए भी मूल्यवान हो सकता है जो कैंसर या दुर्घटना के परिणामस्वरूप अपना बाहरी कान खो देते हैं। यदि माइक्रोटिया वाले बच्चे के लिए उपयोग किया जाता है, तो समय के साथ सिर के साथ कान नहीं बढ़ेगा, इसलिए शोधकर्ता अपने 5 या 6 साल की उम्र तक अपने एक कृत्रिम अंग को प्रत्यारोपित करने की प्रतीक्षा करते हैं, जब कान सामान्य रूप से अधिक से अधिक हो जाते हैं उनके वयस्क आकार का 80 प्रतिशत।

मौजूदा तरीकों पर नई तकनीक का सबसे बड़ा फायदा यह है कि उत्पादन प्रक्रिया अनुकूलन योग्य है, इसलिए किसी दिन यह तेजी से समय पर प्रत्येक रोगी के लिए उल्लेखनीय यथार्थवादी दिखने वाले कानों का उत्पादन कर सकता है। शोधकर्ताओं ने वास्तव में अध्ययन में शामिल प्रयोगों का संचालन करने के बाद से इस प्रक्रिया को खत्म कर दिया है, एक सीधे "स्याही" के रूप में कोलेजन का उपयोग करके कान को मुद्रित करने और मोल्ड बनाने की क्षमता विकसित करना।

हालांकि अभी भी कुछ समस्याओं का सामना करना है। अभी, उनके पास कान बनाने के लिए बाल चिकित्सा रोगी की खुद की उपास्थि के लिए पर्याप्त फसल और खेती करने का साधन नहीं है, यही कारण है कि उन्होंने गायों से नमूने का उपयोग किया। इसके अतिरिक्त, भविष्य के परीक्षणों को यह साबित करने की आवश्यकता है कि सर्जिकल प्रत्यारोपण मनुष्यों के लिए सुरक्षित है। टीम का कहना है कि वे इन मुद्दों को संबोधित करने की योजना बना रहे हैं और 2016 में जल्द से जल्द एक मानव में इस तरह के कान के पहले प्रत्यारोपण पर काम कर सकते हैं।

3 डी प्रिंटर और लिविंग कार्टिलेज सेल द्वारा निर्मित एक कृत्रिम कान