14 अगस्त 2023 को हार्वर्ड यूनिवर्सिटी के वैज्ञानिकों ने बायोप्रिंटिंग के क्षेत्र में एक बड़ी सफलता हासिल की। टीम का दावा है कि उसने एक कार्यात्मक वेंट्रिकल को सफलतापूर्वक 3डी प्रिंट किया है जो स्याही में विशेष फाइबर डालकर मानव हृदय की धड़कन की नकल करता है।
प्रौद्योगिकी के केंद्र में जिलेटिन फाइबर से युक्त एक हाइड्रोजेल है। रोटरी जेट स्पिनिंग का उपयोग करके स्पन फाइबर की एक शीट तैयार की जाती है, जिसे बाद में माइक्रोन आकार के फाइबर में काटा जाता है और हाइड्रोजेल में फैलाया जाता है। वांछित संरचना को मुद्रित करने के बाद (फाइबर व्यवस्था को ध्यान में रखते हुए), यह पाया गया कि कार्डियोमायोसाइट्स (हृदय की मांसपेशियों में संकुचन संकेतों को ले जाने के लिए जिम्मेदार कोशिकाएं) को इस प्रकार व्यवस्थित पैटर्न के साथ व्यवस्थित किया गया था, जिसके परिणामस्वरूप हृदय की मांसपेशी संगठित होने में सक्षम थी सिकुड़न।
प्रौद्योगिकी के बारे में मुख्य जानकारी
●शोधकर्ताओं ने एक नए प्रकार की हाइड्रोजेल स्याही बनाई है जिसका उपयोग कार्यात्मक वेंट्रिकल्स को 3डी प्रिंट करने के लिए किया जा सकता है।
●मुख्य बात मुद्रण योग्य स्याही में जिलेटिन फाइबर जोड़ना है।
●शोध टीम ने पाया कि कार्डियोमायोसाइट्स मुद्रित होने की दिशा को नियंत्रित करके, वे कार्डियोमायोसाइट्स की व्यवस्था के तरीके को भी नियंत्रित करने में सक्षम थे।
△एक अन्य परियोजना में, हार्वर्ड विश्वविद्यालय के शोधकर्ताओं द्वारा 3डी प्रिंटिंग तकनीक का उपयोग करके एक सिंथेटिक हृदय वाल्व विकसित किया गया है
3डी प्रिंटिंग और बायोमेडिकल विकास
यह पहली बार नहीं है कि अंग निर्माण में बायोप्रिंटिंग का उपयोग किया गया है। अंगदान की कमी के कारण, 2022 में 420,{2}} से अधिक अंग प्रत्यारोपण होने के बावजूद, अंग प्रत्यारोपण के इंतजार में हर दिन कम से कम 17 लोग मर जाते हैं। इस चुनौती को हल करने के लिए, बायोप्रिंटिंग तकनीक सामने आई है, जो वास्तविक कोशिकाओं का उपयोग करके जीवित अंग के हिस्सों को प्रिंट कर सकते हैं। हालाँकि शोध अभी भी जारी है, लेकिन इसकी व्यवहार्यता में अभी भी कुछ कठिनाइयाँ हैं। हालाँकि, सफलतापूर्वक धड़कते हृदय ऊतक का निर्माण करके, हम न केवल अनुसंधान के लिए ऊतकों को 3डी प्रिंट करने में सक्षम हो सकते हैं, बल्कि संपूर्ण कार्यात्मक हृदय अंगों को प्रिंट करने में सक्षम होने की दिशा में भी आगे बढ़ सकते हैं।
एसईएएस शोधकर्ता और पेपर के मुख्य लेखक सुजी चोई बताते हैं, "लोग दवाओं की सुरक्षा और प्रभावकारिता का परीक्षण करने के लिए अंगों की संरचना और कार्य को दोहराने की कोशिश कर रहे हैं और इस प्रकार भविष्यवाणी कर रहे हैं कि नैदानिक सेटिंग में क्या हो सकता है।" यह विशेष स्याही प्रिंट नोजल के माध्यम से प्रवाहित हो सकती है, लेकिन एक बार संरचना मुद्रित होने के बाद, यह अपना 3डी आकार बरकरार रखती है। इन गुणों के कारण, मैंने पाया है कि हम अतिरिक्त समर्थन सामग्री या मचान का उपयोग किए बिना वेंट्रिकल और अन्य जटिल 3डी आकृतियों जैसी संरचनाओं को प्रिंट कर सकते हैं। "
एक उपयोगी 3डी मुद्रित हृदय का विकास करना
हार्वर्ड के जॉन ए. पॉलसन स्कूल ऑफ इंजीनियरिंग एंड एप्लाइड साइंसेज (एसईएएस) के शोधकर्ताओं ने दिखाया है कि कैसे उन्होंने जेल-इन्फ्यूज्ड (एफआईबी) स्याही नामक एक नए प्रकार की हाइड्रोजेल स्याही विकसित की है, जिसमें जिलेटिन फाइबर शामिल हैं।
स्याही का उपयोग कार्यात्मक निलय को 3डी प्रिंट करने के लिए किया गया है, यहां तक कि वास्तविक मानव हृदय की धड़कन की नकल भी की जाती है। अन्य स्याही के विपरीत, यह स्याही एक नोजल के माध्यम से मुद्रित होती है, और इसमें शामिल फाइबर के लिए धन्यवाद, संरचना अतिरिक्त समर्थन सामग्री या मचान की आवश्यकता के बिना मुद्रण के तुरंत बाद अपने 3 डी आकार को बनाए रखने में सक्षम है।
इसके अलावा, टीम कार्डियोमायोसाइट्स की व्यवस्था कैसे की जाती है, इसे नियंत्रित करने के लिए प्रिंटिंग ओरिएंटेशन को नियंत्रित कर सकती है। विद्युत उत्तेजना के अनुप्रयोग पर, यह संरचना एक पंप के समान, तंतुओं की दिशा के अनुरूप समन्वित संकुचन की तरंगों को ट्रिगर करती है। हालांकि यह संस्करण अपेक्षाकृत सरलीकृत और छोटा है, शोधकर्ता मोटे, अधिक जीवंत हृदय ऊतक बनाने के लिए काम कर रहे हैं। वर्तमान में, 3डी मुद्रित वेंट्रिकल पिछले 3डी मुद्रित हृदय की तुलना में 5 से 210 गुना अधिक तरल पदार्थ पंप करने में सक्षम है, जिससे हृदय वाल्व, दोहरे कक्ष वाले लघु हृदय आदि के निर्माण के नए रास्ते खुल गए हैं।
बायोइंजीनियरिंग और एप्लाइड फिजिक्स के टुल्ल फैमिली प्रोफेसर और एसईएएस में डिजीज बायोफिजिक्स ग्रुप के प्रमुख केविन "किट" पार्कर ने पेपर के वरिष्ठ लेखक का निष्कर्ष निकाला: "एफआईबी सिर्फ एक उपकरण है जिसे हमने एडिटिव मैन्युफैक्चरिंग के लिए विकसित किया है। जैसा कि हम अपनी खोज जारी रख रहे हैं पुनर्योजी उपचारों के लिए मानव ऊतक का निर्माण करते हुए, हम अतिरिक्त दृष्टिकोण विकसित कर रहे हैं। हमारा लक्ष्य उपकरणों से प्रेरित होना नहीं है, बल्कि जीव विज्ञान के निर्माण के बेहतर तरीकों की खोज में हमारे उपकरणों को पूरक बनाना है।"
