ബയോപ്രിൻററുകൾ ഒരു പ്രത്യേക തരം 3D പ്രിന്ററുകളാണ്. കമ്പ്യൂട്ടർ നിയന്ത്രിത ടിഷ്യു എഞ്ചിനീയറിംഗിനെ അടിസ്ഥാനമാക്കി, അവയ്ക്ക് ടിഷ്യൂകളോ ബയോഅറേകളോ നിർമ്മിക്കാൻ കഴിയും. ഭാവിയിൽ അവയുടെ സഹായത്തോടെ അവയവങ്ങളും കൃത്രിമ ജീവജാലങ്ങളും ഉത്പാദിപ്പിക്കാൻ കഴിയണം.
എന്താണ് ഒരു ബയോപ്രിൻറർ?
ബയോപ്രിൻററുകൾ ഒരു പ്രത്യേക തരം 3D പ്രിന്ററുകളാണ്. ജൈവകലകളേയും അവയവങ്ങളേയും ജീവനുള്ള കോശങ്ങളിലേക്ക് മാറ്റിക്കൊണ്ട് ത്രിമാനത്തിൽ അച്ചടിക്കുന്നതിനുള്ള സാങ്കേതിക ഉപകരണങ്ങളാണ് ബയോപ്രിൻററുകൾ. 3D പ്രിന്റിംഗിന്റെ ഈ ഫീൽഡ് ഇപ്പോഴും ഒരു പരീക്ഷണ ഘട്ടത്തിലാണ്, ഇത് പ്രധാനമായും സർവ്വകലാശാലകളിലെ ശാസ്ത്രീയ പഠനങ്ങളിൽ അന്വേഷിക്കുന്നു. വൈദ്യചികിത്സയിൽ ഉപയോഗിക്കാവുന്ന ഫങ്ഷണൽ റീപ്ലേസ്‌മെന്റ് ടിഷ്യൂകളും അവയവങ്ങളും ഉൽപ്പാദിപ്പിക്കുന്നതിനുള്ള സാധ്യത സൃഷ്ടിക്കുക എന്നതാണ് ലക്ഷ്യം. ബയോപ്രിൻററിലേക്കുള്ള പ്രവർത്തന പദത്തെ ബയോ പ്രിന്റിംഗ് എന്ന് വിളിക്കുന്നു. ടാർഗെറ്റ് ടിഷ്യുവിന്റെയോ അവയവത്തിന്റെയോ അടിസ്ഥാന ഘടനയിൽ നിന്നാണ് ബയോപ്രിൻറിംഗ് ആരംഭിക്കുന്നത്. ബയോപ്രിൻറർ ഒരു ലബോറട്ടറി പരിതസ്ഥിതിയിൽ മാത്രമായി ഉപയോഗിക്കുന്നു. പ്രത്യേക 3D പ്രിന്റർ ഒരു പ്രിന്റ് വഴി സെല്ലുകളുടെ നേർത്ത പാളികൾ സംഭരിക്കുകയും രൂപപ്പെടുത്തുകയും ചെയ്യുന്നു തല തൽഫലമായി. ഇത് ചെയ്യുന്നതിന്, ദി തല ബയോപ്രിൻറർ ഇടത്തോട്ടോ വലത്തോട്ടോ മുകളിലേക്കോ താഴേക്കോ നീങ്ങുന്നു. ജൈവ വസ്തുക്കൾ നിർമ്മിക്കുന്നതിന് ബയോപ്രിൻററുകൾ ബയോ-ഇങ്ക് അല്ലെങ്കിൽ ബയോപ്രോസസിംഗ് പ്രോട്ടോക്കോളുകൾ ഉപയോഗിക്കുന്നു. ജീവജാലങ്ങളിൽ നിന്നുള്ള കോശങ്ങളുള്ള ബയോപോളിമറുകളും 90% വരെ അടങ്ങിയിരിക്കുന്ന ഹൈഡ്രോജലുകളുമാണ് ഇവ. വെള്ളം. ഫ്ലോ പ്രോപ്പർട്ടി കൃത്യമായി കണക്കാക്കണം. ഒരു വശത്ത്, ദി ബഹുജന സിറിഞ്ചുകളുടെ സൂചികൾ അടഞ്ഞുപോകാതിരിക്കാൻ ആവശ്യത്തിന് ദ്രാവകം ഉണ്ടായിരിക്കണം, മറുവശത്ത്, ലക്ഷ്യത്തിന്റെ ഘടന മോടിയുള്ളതായിരിക്കുന്നതിന് അത് മതിയായ കട്ടിയുള്ളതായിരിക്കണം. ബയോപ്രിന്റിങ്ങിനുള്ള മറ്റ് ഉപയോഗങ്ങളും ഉൾപ്പെടുന്നു പറിച്ചുനടൽ, ശസ്ത്രക്രിയ രോഗചികില്സ, ടിഷ്യു എഞ്ചിനീയറിംഗ്, പുനർനിർമ്മാണ ശസ്ത്രക്രിയ.
ഫോമുകൾ, തരങ്ങൾ, സ്പീഷിസുകൾ
നിലവിൽ, വാണിജ്യ മേഖലയിൽ ബയോപ്രിൻററുകൾ വളരെ ഇടയ്ക്കിടെ ഉപയോഗിക്കുന്നു. ബയോപ്രിന്റിംഗ് വികസന ഘട്ടത്തിലായതിനാൽ, പ്രായപൂർത്തിയായ ഇനങ്ങളോ ബയോപ്രിൻററുകളുടെ തരങ്ങളോ നിലവിൽ പരിശോധിച്ചുറപ്പിച്ചിട്ടില്ല. എന്നിരുന്നാലും, തത്വത്തിൽ, ബയോ പ്രിന്റിംഗിനായി ഏത് 3D പ്രിന്ററും ഉപയോഗിക്കാം. അതിനായി സാധാരണയായി ഉപയോഗിക്കുന്ന പി.വി.സി പൊടി ഉചിതമായ സെല്ലുകൾ ഉപയോഗിച്ച് മാറ്റിസ്ഥാപിക്കേണ്ടതുണ്ട്. സാധാരണ ഇങ്ക്‌ജെറ്റ് പ്രിന്ററുകളിൽ നിന്ന് ബയോപ്രിൻററുകൾ വികസിപ്പിക്കാൻ കഴിയുന്ന പ്രക്രിയകളും പരീക്ഷിച്ചുവരുന്നു. ബയോ മഷിയിൽ ഉയർന്ന ആവശ്യങ്ങൾ സ്ഥാപിക്കണം. ഉദാഹരണത്തിന്, ക്ലിനിക്കൽ ആവശ്യങ്ങൾക്കായി ഉപയോഗിക്കേണ്ട ഏതൊരു പദാർത്ഥവും കർശനമായ അന്തർദേശീയ സവിശേഷതകൾ പാലിക്കണം. ബയോ പ്രിന്റിംഗിൽ ഉപയോഗിക്കുന്നതിന് മുമ്പ്, അത്തരം വസ്തുക്കൾ വർഷങ്ങളോളം പരിശോധനയ്ക്ക് വിധേയമാകണം.
ഘടനയും പ്രവർത്തന രീതിയും
ഒരു ബയോപ്രിൻറർ പ്രവർത്തിക്കുന്ന രീതി ഒരു സാധാരണ 3D പ്രിന്ററിന്റെ പ്രവർത്തന തത്വവുമായി വളരെ സാമ്യമുള്ളതാണ്. ഒരു എക്സ്ട്രൂഡർ ഉപയോഗിച്ചാണ് പൂപ്പലുകൾ നിർമ്മിക്കുന്നത്. എന്നിരുന്നാലും, പി.വി.സി പൊടി പരമ്പരാഗത 3D പ്രിന്ററുകളുടെ കാര്യത്തിലെന്നപോലെ ഉപയോഗിക്കുന്നു, പക്ഷേ സാധാരണയായി ആൽജിനേറ്റ് അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള ഒരു പോളിമർ ജെൽ. പ്രായോഗികമായി ഇടയ്ക്കിടെ ഉപയോഗിക്കുന്ന നിലവിലെ ബയോപ്രിൻററുകൾ, ഓരോന്നിനും 10,000-നും 30,000-നും ഇടയിൽ വ്യക്തിഗത കോശങ്ങൾ അടങ്ങിയ തുള്ളികൾ ഉത്പാദിപ്പിക്കുന്നു. ഈ ഏകകോശങ്ങളുടെ ഓർഗനൈസേഷൻ, ഉചിതമായ വളർച്ചാ ഘടകങ്ങളെ അടിസ്ഥാനമാക്കി, ഫങ്ഷണൽ ടിഷ്യു ഘടനകൾ രൂപപ്പെടുത്തുന്നതിന് ഒന്നിച്ചുചേരേണ്ടതാണ്. കൃത്യമായ അച്ചടിക്ക് ബയോപ്രിന്ററുകൾക്ക് താപനില നിയന്ത്രണം ആവശ്യമാണ്. നിലവിലെ ബയോപ്രിൻററുകൾ സ്ഥലപരമായി വളരെ വലുതാണ്, വീതി, നീളം, ഉയരം എന്നിവയിൽ നിരവധി മീറ്റർ ആകാം. സാധാരണയായി പ്രിന്ററിന് പുറത്ത് സ്ഥിതി ചെയ്യുന്ന ഒരു കമ്പ്യൂട്ടർ, സിറിഞ്ച് പ്ലങ്കറുകളെ നിയന്ത്രിക്കുന്നു. ഒരു 3D മോഡലിന്റെ ഡിജിറ്റലായി ലഭ്യമായ ഡാറ്റയാണ് ഇതിന്റെ അടിസ്ഥാനം. എട്ട് സ്പ്രേ നോസിലുകളിൽ നിന്ന് ബയോഇങ്ക് പുറത്തേക്ക് തള്ളുകയും ഉദ്ദേശിച്ച ഘടന ഒരു പ്ലാറ്റ്ഫോമിൽ നിർമ്മിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു.
മെഡിക്കൽ, ആരോഗ്യ ആനുകൂല്യങ്ങൾ
തത്വത്തിൽ, ബയോപ്രിൻററുകൾ ഭാവിയിൽ പ്രത്യേകിച്ച് മൂന്ന് മേഖലകളിൽ ഉപയോഗിക്കുമെന്ന് പ്രതീക്ഷിക്കുന്നു: മരുന്ന്, ഭക്ഷ്യ വ്യവസായം, സിന്തറ്റിക് ബയോളജി. വൈദ്യശാസ്ത്രത്തിൽ, ബയോപ്രിൻററുകളുടെ ഉപയോഗം സങ്കൽപ്പിക്കാവുന്നതും ശസ്ത്രക്രിയയുടെ ഉപമേഖലകളിൽ വിഭാവനം ചെയ്യുന്നതുമാണ്. രോഗചികില്സ, പുനർനിർമ്മാണ ശസ്ത്രക്രിയ, അവയവദാനം, കൂടാതെ പറിച്ചുനടൽ. പ്രത്യേകിച്ചും ബയോപ്രിന്ററുകളാൽ അവയവങ്ങളുടെ കാര്യത്തിൽ, ഒരു പ്രധാന നേട്ടം വ്യക്തമാണ്: ഉദ്ദേശിച്ച ശരീരവുമായി കൃത്യമായ പൊരുത്തമുണ്ട് പറിച്ചുനടൽ. ഈ രീതിയിൽ, സ്വീകരിക്കുന്ന ശരീരവുമായി പൊരുത്തപ്പെടുന്ന അനുയോജ്യമായ ഒരു ദാതാവിന്റെ അവയവത്തിനായുള്ള തിരയൽ നിർത്താം, അത് നിലവിൽ ആവശ്യമാണ്. പുനർനിർമ്മാണ ശസ്ത്രക്രിയയിൽ, ലളിതവൽക്കരണവും മെച്ചപ്പെടുത്തലും പ്രതീക്ഷിക്കുന്നു. ഇവിടെ, രോഗിയുടെ ശരീരത്തിന്റെ വിവിധ ഭാഗങ്ങളിൽ നിന്ന് - ചെവി, വിരലുകൾ, കാൽമുട്ടുകൾ എന്നിങ്ങനെയുള്ള കോശങ്ങൾ എടുക്കുന്ന നടപടിക്രമങ്ങൾ ഇവിടെ സങ്കൽപ്പിക്കാവുന്നതാണ്. ഈ കോശങ്ങൾ ഒരു ലബോറട്ടറിയിൽ വർദ്ധിപ്പിക്കുന്നു. തുടർന്ന് ബയോപോളിമർ ചേർക്കുന്നു. അത്തരമൊരു സസ്പെൻഷനിൽ നിന്ന്, ബയോപ്രിൻററിന്, സിദ്ധാന്തത്തിൽ, ഒരു ഗ്രാഫ്റ്റ് നിർമ്മിക്കാൻ കഴിയും. ഇത് പിന്നീട് രോഗിയിൽ സ്ഥാപിക്കുന്നു. ശരീരത്തിന്റെ സ്വന്തം കോശങ്ങൾ കാലക്രമേണ ബയോപോളിമറിനെ നശിപ്പിക്കുന്നു. ട്രാൻസ്പ്ലാൻറ് ശരീരം നിരസിക്കുന്നില്ല എന്ന വസ്തുതയിൽ പ്രത്യേകിച്ച് നേട്ടമുണ്ടാകാം. കൂടാതെ, അത്തരമൊരു ട്രാൻസ്പ്ലാൻറ് സാധ്യമാണ് വളരുക ശരീരം കൊണ്ട്. രോഗിയുടെ വളർച്ചാ നിയന്ത്രണ സംവിധാനവുമായി ഇംപ്ലാന്റ് ബന്ധപ്പെട്ടിരിക്കുന്നു എന്നതാണ് ഈ പോസിറ്റീവ് പ്രോപ്പർട്ടിക്ക് കാരണം. ജൈവ ഉപയോഗത്തെക്കുറിച്ചുള്ള ഗവേഷണ മേഖലഇംപ്ലാന്റുകൾ വൈദ്യശാസ്ത്രത്തിൽ തുടരുന്നു വളരുക. നിമിഷം, നിന്ന് ഗ്രാഫ്റ്റുകൾ ഉത്പാദനം തരുണാസ്ഥി, തുടങ്ങിയവ മൂക്ക്, വളരെ ചിന്തനീയമാണ്. ശരീരാവയവങ്ങളുടെ ഉത്പാദനമാണ് കൂടുതൽ നിർണായകമായത്. പ്രത്യേകിച്ചും, അവയവങ്ങൾ വിതരണം ചെയ്യുന്നതിന് ആവശ്യമായ കാപ്പിലറികളുടെ എണ്ണം ആവശ്യമായ കൃത്യതയോടെ നിലവിൽ സങ്കൽപ്പിക്കാനാവില്ല. ശരീരാവയവങ്ങൾ പോലുള്ള സങ്കീർണ്ണമായ ഘടനകളിൽ, വ്യത്യസ്ത പ്രവർത്തനങ്ങൾ നിർവഹിക്കുന്നതിന് വ്യത്യസ്ത കോശങ്ങൾ പരസ്പരം ഏകോപിപ്പിക്കുകയും പരസ്പരം ആശയവിനിമയം നടത്തുകയും വേണം എന്ന വസ്തുതയിൽ നിന്ന് മറ്റൊരു പ്രശ്നം ഉണ്ടാകാം. ഭക്ഷ്യ വ്യവസായത്തിൽ മാംസം ഉൽപ്പാദിപ്പിക്കുന്നതിനും ബയോപ്രിൻററുകൾ ഉപയോഗിക്കാം. ആദ്യ കമ്പനികൾ - അവരുടെ സ്വന്തം പ്രസ്താവനകൾ അനുസരിച്ച് - അത്തരം ഉൽപ്പന്നങ്ങൾ ഇതിനകം വിജയകരമായി അച്ചടിച്ചിട്ടുണ്ട്. ഇവ കശാപ്പിനെക്കാൾ രുചികരവും ചെലവ് കുറഞ്ഞതുമാണെന്ന് പറയപ്പെടുന്നു. എന്നിരുന്നാലും, ബയോപ്രിൻറിങ്ങിലൂടെ അച്ചടിച്ച ഇറച്ചിയൊന്നും നിലവിൽ വിൽപനയ്ക്കില്ല.
