બાયોપ્રિન્ટર્સ એ ખાસ પ્રકારનું 3D પ્રિન્ટર છે. કોમ્પ્યુટર-નિયંત્રિત ટીશ્યુ એન્જીનિયરીંગના આધારે, તેઓ પેશીઓ અથવા બાયોએરેનું ઉત્પાદન કરી શકે છે. ભવિષ્યમાં, તેમની મદદથી અંગો અને કૃત્રિમ જીવોનું ઉત્પાદન કરવું શક્ય હોવું જોઈએ.
બાયોપ્રિંટર શું છે?
બાયોપ્રિન્ટર્સ એ ખાસ પ્રકારનું 3D પ્રિન્ટર છે. બાયોપ્રિન્ટર્સ એ જૈવિક પેશીઓ અને અવયવોને જીવંત કોષોમાં સ્થાનાંતરિત કરીને ત્રણ પરિમાણોમાં છાપવા માટેના તકનીકી ઉપકરણો છે. 3D પ્રિન્ટીંગનું આ ક્ષેત્ર હજુ પ્રાયોગિક તબક્કામાં છે અને મુખ્યત્વે યુનિવર્સિટીઓમાં વૈજ્ઞાનિક અભ્યાસોમાં તેની તપાસ કરવામાં આવી રહી છે. ધ્યેય તબીબી સારવારમાં ઉપયોગમાં લઈ શકાય તેવા કાર્યાત્મક રિપ્લેસમેન્ટ પેશીઓ અને અવયવોના ઉત્પાદનની શક્યતા ઊભી કરવાનો છે. બાયોપ્રિંટર માટે પ્રવૃત્તિ શબ્દને બાયોપ્રિંટિંગ કહેવામાં આવે છે. બાયોપ્રિંટિંગ લક્ષ્ય પેશી અથવા અંગની મૂળભૂત રચનાથી શરૂ થાય છે. બાયોપ્રિંટરનો ઉપયોગ પ્રયોગશાળાના વાતાવરણમાં જ થાય છે. ખાસ 3D પ્રિન્ટર પ્રિન્ટ દ્વારા કોષોના પાતળા સ્તરોને સ્ટોર કરે છે અને બનાવે છે વડા પરિણામ સ્વરૂપ. આ કરવા માટે, આ વડા બાયોપ્રિંટર ડાબે, જમણે, ઉપર કે નીચે ખસે છે. બાયોપ્રિન્ટર્સ કાર્બનિક સામગ્રી બનાવવા માટે બાયો-ઇંક અથવા બાયોપ્રોસેસિંગ પ્રોટોકોલનો ઉપયોગ કરે છે. આ સજીવ સજીવોના કોષો અને 90% જેટલા હાઇડ્રોજેલ્સ ધરાવતા બાયોપોલિમર્સ છે પાણી. પ્રવાહ ગુણધર્મની ચોક્કસ ગણતરી કરવી આવશ્યક છે. એક તરફ, ધ સમૂહ તે પૂરતું પ્રવાહી હોવું જોઈએ જેથી સિરીંજની સોય ચોંટી ન જાય, અને બીજી બાજુ, તે પૂરતા પ્રમાણમાં નક્કર હોવી જોઈએ જેથી લક્ષ્યની રચના ટકાઉ હોય. બાયોપ્રિંટિંગ માટેના અન્ય ઉપયોગોનો સમાવેશ થાય છે ટ્રાન્સપ્લાન્ટેશન, સર્જિકલ ઉપચાર, ટીશ્યુ એન્જીનીયરીંગ અને પુનઃરચનાત્મક સર્જરી.
ફોર્મ્સ, પ્રકારો અને પ્રજાતિઓ
હાલમાં, બાયોપ્રિન્ટર્સનો ઉપયોગ વાણિજ્યિક ક્ષેત્રમાં છૂટાછવાયા રીતે થાય છે. કારણ કે બાયોપ્રિંટિંગ વિકાસના તબક્કામાં છે, પરિપક્વ જાતિઓ અથવા બાયોપ્રિન્ટર્સના પ્રકારો હાલમાં ચકાસાયેલ નથી. સૈદ્ધાંતિક રીતે, જોકે, કોઈપણ 3D પ્રિન્ટરનો ઉપયોગ બાયોપ્રિંટિંગ માટે થઈ શકે છે. આમ કરવા માટે, સામાન્ય રીતે ઉપયોગમાં લેવાતી પી.વી.સી પાવડર યોગ્ય કોષો સાથે બદલવું આવશ્યક છે. પ્રક્રિયાઓનું પણ પરીક્ષણ કરવામાં આવી રહ્યું છે જેની મદદથી સામાન્ય ઇંકજેટ પ્રિન્ટરોમાંથી બાયોપ્રિન્ટર્સ વિકસાવવાનું શક્ય છે. બાયો-ઇંક પર ઉચ્ચ માંગણીઓ મૂકવી આવશ્યક છે. ઉદાહરણ તરીકે, કોઈપણ પદાર્થ કે જે ક્લિનિકલ હેતુઓ માટે ઉપયોગમાં લેવાનો છે તે કડક આંતરરાષ્ટ્રીય સ્પષ્ટીકરણોને પૂર્ણ કરે છે. બાયોપ્રિંટિંગમાં ઉપયોગમાં લેવાતા પહેલા, આવા પદાર્થોને વર્ષોના પરીક્ષણમાંથી પસાર થવું આવશ્યક છે.
કામગીરીની રચના અને સ્થિતિ
બાયોપ્રિંટર જે રીતે કામ કરે છે તે સામાન્ય 3D પ્રિન્ટરના ઓપરેટિંગ સિદ્ધાંત જેવું જ છે. મોલ્ડ એક્સ્ટ્રુડર દ્વારા બનાવવામાં આવે છે. જો કે, કોઈ પી.વી.સી પાવડર પરંપરાગત 3D પ્રિન્ટરોની જેમ ઉપયોગ થાય છે, પરંતુ પોલિમર જેલ, સામાન્ય રીતે અલ્જીનેટ પર આધારિત હોય છે. વર્તમાન બાયોપ્રિન્ટર્સ, જેનો વ્યવહારમાં છૂટાછવાયા ઉપયોગ થાય છે, દરેકમાં 10,000 અને 30,000 વ્યક્તિગત કોષો ધરાવતાં ટીપાં ઉત્પન્ન થાય છે. આ એકલ કોશિકાઓનું સંગઠન, યોગ્ય વૃદ્ધિના પરિબળો પર આધારિત, કાર્યાત્મક પેશી માળખાં બનાવવા માટે એકસાથે આવવાનું માનવામાં આવે છે. સચોટ પ્રિન્ટિંગ માટે બાયોપ્રિન્ટર્સને તાપમાન નિયંત્રણની જરૂર છે. વર્તમાન બાયોપ્રિન્ટર્સ અવકાશી રીતે ખૂબ મોટા છે અને પહોળાઈ, લંબાઈ અને ઊંચાઈમાં ઘણા મીટર હોઈ શકે છે. સામાન્ય રીતે પ્રિન્ટરની બહાર સ્થિત કોમ્પ્યુટર સિરીંજ પ્લંગર્સને નિયંત્રિત કરે છે. આનો આધાર 3D મોડલનો ડિજિટલી ઉપલબ્ધ ડેટા છે. બાયોઇંકને આઠ સ્પ્રે નોઝલમાંથી બહાર ધકેલવામાં આવે છે અને ઇચ્છિત માળખું પ્લેટફોર્મ પર બાંધવામાં આવે છે.
તબીબી અને આરોગ્ય લાભો
સૈદ્ધાંતિક રીતે, ભવિષ્યમાં ખાસ કરીને ત્રણ ક્ષેત્રોમાં બાયોપ્રિન્ટર્સનો ઉપયોગ થવાની અપેક્ષા છે: દવા, ખાદ્ય ઉદ્યોગ અને કૃત્રિમ જીવવિજ્ઞાન. દવામાં, બાયોપ્રિન્ટર્સનો ઉપયોગ સર્જીકલના પેટાક્ષેત્રોમાં કલ્પનાશીલ અને કલ્પનાશીલ છે ઉપચાર, પુનર્નિર્માણ શસ્ત્રક્રિયા, અંગ દાન, અને ટ્રાન્સપ્લાન્ટેશન. ખાસ કરીને બાયોપ્રિન્ટર્સ દ્વારા અંગોના કિસ્સામાં, એક મોટો ફાયદો સ્પષ્ટ છે: શરીર સાથે ચોક્કસ મેળ ટ્રાન્સપ્લાન્ટેશન. આ રીતે, પ્રાપ્ત કરનાર શરીર સાથે મેળ ખાતા યોગ્ય દાતા અંગની શોધ, જે હાલમાં પણ જરૂરી છે, તેને બંધ કરી શકાય છે. પુનઃરચનાત્મક શસ્ત્રક્રિયામાં, સરળીકરણ અને સુધારણા અપેક્ષિત છે. અહીં, પ્રક્રિયાઓ કલ્પનાશીલ છે જેમાં દર્દીના શરીરના વિવિધ ભાગોમાંથી કોષો લેવામાં આવે છે - જેમ કે કાન, આંગળીઓ અને ઘૂંટણ. આ કોષો પ્રયોગશાળામાં ગુણાકાર કરવામાં આવે છે. પછી બાયોપોલિમર ઉમેરવામાં આવે છે. આવા સસ્પેન્શનમાંથી, બાયોપ્રિંટર, સિદ્ધાંતમાં, કલમ બનાવી શકે છે. આ પછી દર્દીમાં પ્રત્યારોપણ કરવામાં આવે છે. શરીરના પોતાના કોષો પછી સમય જતાં બાયોપોલિમરને ડિગ્રેડ કરે છે. ફાયદો ખાસ કરીને એ હકીકતમાં હોઈ શકે છે કે ટ્રાન્સપ્લાન્ટ શરીર દ્વારા નકારવામાં આવતું નથી. વધુમાં, આવા ટ્રાન્સપ્લાન્ટ કરી શકે છે વધવું શરીર સાથે. આ હકારાત્મક ગુણધર્મનું કારણ એ છે કે પ્રત્યારોપણ દર્દીની વૃદ્ધિ નિયંત્રણ સિસ્ટમ સાથે જોડાયેલું છે. બાયો-ના ઉપયોગ માટે સંશોધનનું ક્ષેત્રપ્રત્યારોપણની દવામાં ચાલુ રહે છે વધવું. આ ક્ષણે, થી કલમોનું ઉત્પાદન કોમલાસ્થિજેમ કે નાક, ખૂબ જ કલ્પનાશીલ છે. શરીરના અવયવોનું ઉત્પાદન વધુ જટિલ છે. ખાસ કરીને, અવયવોને સપ્લાય કરવા માટે જરૂરી રુધિરકેશિકાઓની સંખ્યા હાલમાં જરૂરી ચોકસાઇ સાથે કલ્પી શકાય તેમ નથી. બીજી સમસ્યા એ હકીકતથી ઊભી થઈ શકે છે કે શરીરના અવયવો જેવી જટિલ રચનાઓમાં, વિવિધ કાર્યો કરવા માટે વિવિધ કોષો એકબીજા સાથે સંકલિત અને સંવાદિત હોવા જોઈએ. બાયોપ્રિન્ટર્સનો ઉપયોગ ખાદ્ય ઉદ્યોગમાં માંસ ઉત્પન્ન કરવા માટે પણ થઈ શકે છે. પ્રથમ કંપનીઓએ - તેમના પોતાના નિવેદનો અનુસાર - પહેલેથી જ સફળતાપૂર્વક આવા ઉત્પાદનો છાપ્યા છે. આ બંને સ્વાદિષ્ટ અને કતલ કરતાં ઓછા ખર્ચાળ હોવાનું કહેવાય છે. જો કે, બાયોપ્રિંટિંગ દ્વારા મુદ્રિત કોઈપણ માંસ હાલમાં વેચાણ પર નથી.
