अल्ट्रासाउंड का उपयोग करके शरीर के अंदर की गहराई में मौजूद सामग्री का ‘3डी प्रिंट’ तैयार किया,वैज्ञानिक

डीप टिश्यू इन विवो साउंड प्रिंटिंग (DISP) नामक इस विधि में एक विशेष बायोइंक को इंजेक्ट करना शामिल है। सामग्री शरीर में उनके इच्छित कार्य के आधार पर भिन्न हो सकती है, लेकिन गैर-परक्राम्य पॉलिमर चेन और क्रॉसलिंकिंग एजेंट हैं जो उन्हें हाइड्रोजेल संरचना में इकट्ठा करते हैं।हाइड्रोजेल को तुरंत बनने से रोकने के लिए, क्रॉसलिंकिंग एजेंट लिपिड-आधारित कणों के अंदर बंद होते हैं जिन्हें लिपोसोम कहा जाता है, बाहरी आवरण 41.7 °C (107.1 °F) तक गर्म होने पर लीक होने के लिए डिज़ाइन किए गए हैं – शरीर के तापमान से कुछ डिग्री ऊपर।

कैलिफोर्निया इंस्टीट्यूट ऑफ टेक्नोलॉजी (कैलटेक) के वैज्ञानिकों के नेतृत्व में टीम ने लिपोसोम में छेद बनाने और उन्हें गर्म करने के लिए केंद्रित अल्ट्रासाउंड की एक किरण का उपयोग किया, जिससे क्रॉसलिंकिंग एजेंट निकल गए और शरीर में ही हाइड्रोजेल बन गया। जबकि पिछले अध्ययनों में शरीर में हाइड्रोजेल को 3डी प्रिंट करने के लिए इन्फ्रारेड लाइट का उपयोग किया गया है, इस बार अल्ट्रासाउंड को ट्रिगर मैकेनिज्म के रूप में चुना गया क्योंकि यह मांसपेशियों और अंगों तक गहराई से इंजेक्ट किए गए बायोइंक को सक्रिय कर सकता है। कैलटेक के बायोमेडिकल इंजीनियर वेई गाओ कहते हैं, “इन्फ्रारेड पैठ बहुत सीमित है। यह केवल त्वचा के ठीक नीचे तक पहुँचता है।” “हमारी नई तकनीक गहरे ऊतकों तक पहुँचती है और कई तरह के अनुप्रयोगों के लिए विभिन्न सामग्रियों को प्रिंट कर सकती है, जबकि यह सभी बेहतरीन बायोकम्पैटिबिलिटी बनाए रखती है।” अल्ट्रासाउंड बीम को सटीक रूप से नियंत्रित करके, टीम सितारों और आंसू की बूंदों जैसी जटिल आकृतियों को 3डी प्रिंट करने में सक्षम थी।

DISP सिर्फ़ एक मज़ेदार नया बॉडी मॉड टूल नहीं है, हालाँकि – हाइड्रोजेल के विभिन्न संस्करणों का उपयोग करके जानवरों पर किए गए परीक्षणों से पता चला है कि यह क्षतिग्रस्त ऊतकों को बदलने या मरम्मत करने, दवाएँ देने या इलेक्ट्रोकार्डियोग्राफी जैसे परीक्षणों के लिए विद्युत संकेतों की निगरानी करने में मदद कर सकता है। शोधकर्ताओं ने इमेजिंग कंट्रास्ट एजेंट के रूप में छोटे गैस पुटिकाओं का उपयोग किया, जिससे उन्हें यह देखने में मदद मिली कि सिस्टम कब काम कर रहा था। ये पुटिकाएँ पॉलिमर क्रॉसलिंकिंग से रासायनिक प्रतिक्रियाओं के संपर्क में आने पर अपना कंट्रास्ट बदल देती हैं। अल्ट्रासाउंड इन संकेतों को पकड़ता है और पुष्टि करता है कि प्रतिक्रिया काम कर गई है। खरगोशों में, शोधकर्ताओं ने त्वचा के नीचे 4 सेंटीमीटर (लगभग 1.6 इंच) की गहराई पर कृत्रिम ऊतक के टुकड़े छापे। यह घावों और चोटों को जल्दी भरने में मदद कर सकता है – खासकर अगर कोशिकाओं को पहले बायोइंक में शामिल किया जाता है।

मूत्राशय कैंसर की 3D सेल संस्कृतियों पर परीक्षणों में, टीम ने कीमोथेरेपी दवा डॉक्सोरूबिसिन से भरे बायोइंक के एक संस्करण को प्रशासित किया। इसे हाइड्रोजेल में कठोर करने के लिए DISP विधि का उपयोग करते हुए, दवा को कुछ दिनों में धीरे-धीरे जारी किया गया। इससे दवा के नियमित इंजेक्शन की तुलना में कैंसर कोशिका मृत्यु में काफी वृद्धि हुई। बायोइंक में अन्य सामग्री जोड़ने से DISP को और भी अधिक उपयोग मिल सकते हैं। शोधकर्ताओं ने कार्बन नैनोट्यूब और सिल्वर नैनोवायर का उपयोग करके प्रवाहकीय बायोइंक भी बनाए, जिनका उपयोग हृदय या मांसपेशियों से तापमान या विद्युत संकेतों के लिए प्रत्यारोपण योग्य सेंसर के रूप में किया जा सकता है। महत्वपूर्ण बात यह है कि हाइड्रोजेल से कोई विषाक्तता नहीं पाई गई, और बची हुई तरल बायोइंक सात दिनों के भीतर शरीर से स्वाभाविक रूप से बाहर निकल जाती है, टीम का कहना है।

बेशक, शोधकर्ताओं को अभी भी जानवरों में परीक्षण और मनुष्यों में परीक्षण के बीच की खाई को पार करने की आवश्यकता है, लेकिन शरीर में ही 3D प्रिंटिंग बायोमेडिकल डिवाइस एक दिलचस्प विचार है। “हमारा अगला चरण एक बड़े पशु मॉडल में प्रिंट करने का प्रयास करना है, और उम्मीद है कि निकट भविष्य में, हम मनुष्यों में इसका मूल्यांकन कर सकते हैं,” गाओ कहते हैं। “भविष्य में, AI की मदद से, हम धड़कते हुए दिल जैसे गतिशील अंग के भीतर स्वायत्त रूप से उच्च-सटीक प्रिंटिंग को ट्रिगर करने में सक्षम होना चाहेंगे।” यह शोध साइंस जर्नल में प्रकाशित हुआ था।

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