3D प्रिंटर क्या नहीं बना सकता है? इस प्रश्न के संभावित उत्तरों की संख्या हाल के वर्षों में तेजी से कम हो गई है, क्योंकि उच्च-तकनीकी मशीनें कंप्यूटर डिजाइनों से ऑब्जेक्ट के बाद ठोस वस्तु को मंथन करना जारी रखती हैं।
पिछले कुछ महीनों में अनगिनत नए उत्पादों और प्रोटोटाइपों ने उद्योगों की एक सरणी फैली हुई है, जिसमें फुटबॉल क्लीट्स और पेन से लेकर स्टील रॉकेट पार्ट्स और बंदूकें तक शामिल हैं। पिछले महीने, प्रौद्योगिकी ने एक व्यक्ति की क्षतिग्रस्त खोपड़ी के 75 प्रतिशत को बदलने में मदद की, और इस हफ्ते उसने चार साल पहले एक आदमी के चेहरे को बहाल किया, क्योंकि वह आधे साल पहले कैंसर से पीड़ित था।
आज, एक नए अध्ययन से पता चलता है कि 3 डी-मुद्रित सामग्री एक दिन मानव ऊतक में कोशिकाओं के व्यवहार की नकल कर सकती है। ऑक्सफोर्ड विश्वविद्यालय में स्नातक छात्र गेब्रियल विल्लर और उनके सहयोगियों ने छोटे ऊतक विकसित किए जो जैविक ऊतक के रूप में व्यवहार करते हैं। नाजुक सामग्री शारीरिक रूप से मस्तिष्क और वसा ऊतक के समान होती है, और इसमें नरम रबर की स्थिरता होती है।
इस सामग्री को बनाने के लिए, एक विशेष रूप से डिज़ाइन की गई 3 डी प्रिंटिंग मशीन ने एक कंप्यूटर प्रोग्राम्ड आरेख का अनुसरण किया और एक निर्दिष्ट तीन-आयामी नेटवर्क के अनुसार हजारों व्यक्तिगत बूंदों को बाहर निकाल दिया। जैसा कि ऊपर वीडियो में देखा गया है, इसके नोजल प्रत्येक छोटे मनके की स्थिति को स्थापित करने के लिए विभिन्न कोणों में चले गए। प्रत्येक छोटी बूंद में वजन होता है एक पिकोलिटर- वह लीटर का एक ट्रिलियन है- इंकजेट प्रिंटर की बूंदों के आकार को मापने के लिए इस्तेमाल की जाने वाली एक इकाई, जिसकी नोजल तकनीक तरल के छोटे डॉट्स को पूरी तरह से कागज पर पूर्ण चित्रों और शब्दों में समेकित करने के लिए बहुत काम करती है।
तरल की बूंदों में ऊतक कोशिकाओं में पाए जाने वाले जैव रासायनिक होते हैं। लिपिड-वसा और तेल में लेपित- छोटे जलीय डिब्बे एक साथ चिपके हुए, एक सुसंगत और स्व-सहायक आकार का निर्माण करते हैं, प्रत्येक मनका लिपिड bilayers कि हमारी कोशिकाओं की रक्षा के समान एक एकल झिल्ली द्वारा विभाजित है।
कई 3 डी-प्रिंटेड छोटी बूंद नेटवर्क। गैब्रियल विल्लर, अलेक्जेंडर डी। ग्राहम और हगन बेले (ऑक्सफोर्ड विश्वविद्यालय) की छवि
मुद्रित आकृतियाँ बनने वाली आकृतियाँ कई हफ्तों तक स्थिर रहीं। यदि शोधकर्ताओं ने सामग्री को थोड़ा हिलाया, तो बूंदें विस्थापित हो सकती हैं, लेकिन केवल अस्थायी रूप से। इंजीनियर ऊतक जल्दी से अपने मूल आकार में वापस आ गया, शोधकर्ताओं ने कहा कि लोच का एक स्तर मनुष्यों में नरम ऊतक कोशिकाओं के बराबर है। एक नेटवर्क के लिपिड bilayers के जटिल जालीदार एक साथ "कोशिकाओं" को पकड़ने के लिए दिखाई दिया।
कुछ छोटी बूंद नेटवर्क में, 3 डी प्रिंटर ने लिपिड झिल्ली में छिद्रों का निर्माण किया। छेद प्रोटीन चैनलों की नकल करते हैं जो वास्तविक कोशिकाओं की रक्षा करते हैं, अणुओं को छानकर कोशिका के कार्य को अंदर और बाहर करने के लिए महत्वपूर्ण होते हैं। शोधकर्ताओं ने कोशिका-से-कोशिका संचार के लिए महत्वपूर्ण अणु के एक प्रकार के छिद्रों में इंजेक्शन लगाया, एक जो कई कोशिकाओं को संकेत देता है जो वे कार्य करते हैं एक समूह के रूप में एक साथ। जबकि 3 डी-मुद्रित सामग्री ठीक से दोहरा नहीं सकती थी कि कोशिकाएं कैसे संकेतों का प्रचार करती हैं, शोधकर्ताओं का कहना है कि परिभाषित मार्गों के माध्यम से अणु की गति मस्तिष्क के ऊतकों में न्यूरॉन्स के विद्युत संचार से मिलती-जुलती है।
पानी ने आसानी से नेटवर्क के झिल्ली को अनुमति दी, तब भी जब छिद्रों को इसकी संरचना में नहीं बनाया गया था। परासरण की प्रक्रिया से बूंदें सूज जाती हैं और सिकुड़ जाती हैं, उनमें मौजूद पानी की मात्रा और बाहर की ओर आसपास की मात्रा के बीच संतुलन स्थापित करने की कोशिश की जाती है। गुरुत्वाकर्षण के खिलाफ बूंदों को उठाने, खींचने और उन्हें मोड़ने, मानव ऊतक में मांसपेशियों जैसी गतिविधि की नकल करने के लिए पानी की आवाजाही पर्याप्त थी।
शोधकर्ताओं को उम्मीद है कि इन बूंदों नेटवर्क को एक शारीरिक संकेत के बाद दवाओं को जारी करने के लिए प्रोग्राम किया जा सकता है। मुद्रित कोशिकाओं को किसी दिन क्षतिग्रस्त या असफल ऊतक में एकीकृत किया जा सकता है, अतिरिक्त मचान प्रदान करना या यहां तक कि कोशिकाओं में खराबी की जगह शायद संयुक्त राज्य अमेरिका में हर साल होने वाले 1.5 मिलियन टिशू ट्रांसप्लांट में से कुछ को भी दबा दिया जाता है। मस्तिष्क ऊतक प्रत्यारोपण के लिए क्षमता सबसे बड़ी लगती है, क्योंकि वर्तमान में मेडिकल इंजीनियर हंटिंगटन की बीमारी जैसी प्रगतिशील बीमारियों के इलाज के लिए प्रयोगशाला में मस्तिष्क की कोशिकाओं को विकसित करने की कोशिश कर रहे हैं, जो धीरे-धीरे तंत्रिका कोशिकाओं को नष्ट कर देता है।
चाहे यह मानव ऊतक या पूरे कान बढ़ रहा हो, 3 डी प्रिंटिंग तकनीक चिकित्सा के क्षेत्र में पूरे जोरों पर है, और अनगिनत शोधकर्ताओं को आने वाले वर्षों में बैंडवाग पर कोई संदेह नहीं होगा।
