3डी बायोप्रिंटिंग एक अत्यधिक उन्नत विनिर्माण प्लेटफ़ॉर्म है जिसका उपयोग कोशिकाओं से ऊतकों और अंततः महत्वपूर्ण अंगों को प्रिंट करने के लिए किया जा सकता है। यह चिकित्सा में नई दुनिया खोल सकता है और सीधे उन रोगियों को लाभ पहुंचा सकता है जिन्हें अंग प्रतिस्थापन की आवश्यकता है।
उपयुक्त दाता की प्रतीक्षा करने या प्रत्यारोपित अंग को शरीर द्वारा अस्वीकार किए जाने के जोखिम के बजाय, रोगियों के पास दोषपूर्ण अंग को बदलने के लिए एक उद्देश्य-निर्मित कस्टम अंग होता है। हालाँकि, पिछले 20 वर्षों में 3D बायोप्रिंटिंग में हुई प्रगति के बावजूद, जटिल 3D बायोमिमेटिक ऊतक निर्माणों का उत्पादन करने के लिए इसमें अभी भी महत्वपूर्ण प्रगति की कमी है।
सिंगापुर यूनिवर्सिटी ऑफ टेक्नोलॉजी एंड डिजाइन (SUTD), नानयांग टेक्नोलॉजिकल यूनिवर्सिटी (NTU) और एशिया यूनिवर्सिटी के शोधकर्ताओं के अनुसार, बायोप्रिंटेड मल्टीसेलुलर 3D ऊतक संरचनाओं को कार्यात्मक ऊतकों में परिपक्व करने में आने वाली बाधाओं को दूर करने के लिए विशेष रूप से ऊतक संवर्धन तकनीकों को गति देने की आवश्यकता है। उनका शोध पत्र, जिसका शीर्षक है “मुझे एक अंग प्रिंट करें! हम अभी तक क्यों नहीं दिखे?” एडवांस इन पॉलिमर साइंस में प्रकाशित हुआ है।
इस शोधपत्र में, शोधकर्ता हाल के सुधारों की गहन समीक्षा भी करते हैं और बायोप्रिंटिंग तकनीकों का विश्लेषण करते हैं। बायोइंक विकास में प्रगति, नई बायोप्रिंटिंग और ऊतक परिपक्वता रणनीतियों के कार्यान्वयन का भी विश्लेषण किया गया है। पॉलिमर विज्ञान की भूमिका पर भी विशेष ध्यान दिया गया है और यह अंग मुद्रण के क्षेत्र में कुछ प्रमुख बाधाओं को दूर करने के लिए 3डी बायोप्रिंटिंग को कैसे पूरक बनाता है, जैसे कि बायोमिमेटिक, एंजियोजेनेसिस और 3डी एनाटॉमी-संबंधित जैविक संरचनाओं को सक्षम करना (जैसा कि नीचे दी गई छवियों में दिखाया गया है)।
पूरक रणनीतियों का उपयोग, जैसे कि गतिशील सह-संस्कृति छिड़काव प्रणाली, बायोप्रिंटेड ऊतक निर्माणों की परिपक्वता और संयोजन सुनिश्चित करने के लिए आवश्यक माना जाता है। भले ही अब मानव-स्तरीय ऊतकों या अंगों का निर्माण करना संभव है जो संवहनीकृत और आंशिक रूप से कार्यात्मक ऊतकों में परिपक्व हो सकते हैं, लेकिन ऊतक-विशिष्ट बाह्यकोशिकीय मैट्रिक्स (ईसीएम) और ऊतक परिपक्वता प्रक्रिया की जटिलता के कारण उद्योग अभी भी मानव-विशिष्ट ऊतकों या अंगों की बायोप्रिंटिंग में पिछड़ा हुआ है - कई प्रकार की कोशिकाओं का समर्थन करने के लिए उपयुक्त सह-संस्कृति मीडिया की कमी और प्रत्यारोपण से पहले ऊतक कंडीशनिंग की आवश्यकता होती है।
"जबकि 3डी बायोप्रिंटिंग अभी भी अपने शुरुआती चरण में है, हाल के वर्षों में इसने जो उल्लेखनीय प्रगति की है, उससे प्रयोगशाला में विकसित कार्यात्मक अंगों की अंतिम वास्तविकता का पता चलता है। हालांकि, चिकित्सा की सीमाओं को आगे बढ़ाने के लिए, हमें ऊतक निर्माण की तकनीकी चुनौतियों को पार करना होगा। विशिष्ट बायोइंक ऊतक परिपक्वता प्रक्रिया को अनुकूलित नहीं करते हैं। इसका अंततः रोगियों के जीवन पर बहुत बड़ा प्रभाव पड़ेगा, जिनमें से कई 3डी बायोप्रिंटिंग के भविष्य पर निर्भर हो सकते हैं," शोधपत्र के प्रमुख लेखक प्रोफेसर चूआ ची काई ने कहा।
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