सर, आपका लिवर तैयार है: बायोप्रीनिंग के दृश्यों के पीछे

बायोप्रिनेटिंग - अंग मुद्रण

निकट भविष्य में, सैन डिगो दान दाताओं के लिए दान और कतारों की संस्था को अलविदा कहने जा रहा है। एक जैव प्रौद्योगिकी फर्म ने एक प्रिंटर बनाया है जो रोगी की स्वयं की कोशिकाओं का उपयोग करके रक्त वाहिकाओं को प्रिंट करता है। सैद्धांतिक रूप से, भविष्य में डिवाइस पूरे अंगों को प्रिंट करने में सक्षम होगा।

एक पुनर्योजी दवा कंपनी ऑर्गनोवो के प्रमुख शोधकर्ता बेन शेफर्ड कहते हैं, "अब हम रक्त वाहिकाओं को सफलतापूर्वक छाप रहे हैं ।" "इस हफ्ते हमने दस छपे, और अब तक हम उन स्थितियों की जांच कर रहे हैं जो मजबूत जहाजों के लिए सबसे अच्छी होंगी।"



मानव शरीर के अधिकांश अंगों में उनकी संरचना में वाहिकाएं शामिल होती हैं, इसलिए संवहनी ऊतक को मुद्रित करने की क्षमता पूरे अंग को मुद्रित करने के लिए एक महत्वपूर्ण संरचनात्मक तत्व है। मुद्रित पोत अब पशु परीक्षण के लिए तैयार हैं, और बाद में मानव परीक्षण के लिए। यदि सब कुछ ठीक चलता है, तो कुछ वर्षों में हमारे पास क्षतिग्रस्त पोत को बदलने का अवसर होगा (उदाहरण के लिए, कीमोथेरेपी के दौरान लगातार इंजेक्शन के मामले में) एक नए के साथ जो व्यक्तिगत रूप से रोगी के शरीर से ली गई कोशिकाओं की संस्कृति से मुद्रित था।

एक संपूर्ण संपूर्ण अंग को प्रिंट करने के तरीके में समस्याएं न केवल तकनीकी हैं। पहले अंग प्रिंटिंग मशीन के विकास, परीक्षण, निर्माण और विपणन लागत सैकड़ों मिलियन डॉलर होगी, न कि उन कठिनाइयों का उल्लेख करने के लिए जो कि एफडीए जैसी नियामक स्वीकृति प्राप्त करने में कंपनियों का सामना करेंगी।

“अगर ऑर्गनोवो पर्याप्त धन जुटाने में सक्षम है, तो इस कंपनी के पास पहली बायोप्रीनिंग कंपनी के रूप में सफल होने का मौका है। लेकिन समय बताएगा, ”डॉ। व्लादिमीर मिरोनोव, दक्षिण कैरोलिना के मेडिकल विश्वविद्यालय में उन्नत ऊतक जैव-उत्पादन के प्रमुख।

ऑर्गनोवो ने वायर्ड डॉट कॉम की ओर रुख किया, जो एक बायोप्रिंटर पर रक्त वाहिकाओं को प्रिंट करने के लिए इस्तेमाल किए जाने वाले बुनियादी कदमों को उजागर करता है।

आइए प्रक्रिया को अधिक विस्तार से देखें:

बायोरिएक्टर

मुख्य शोधकर्ता, बेन शेफर्ड, इनक्यूबेटर के अंदर बायोरिएक्टर रखता है, जहां एक विशेष पंप का उपयोग करके कई दिनों तक विकास माध्यम की आपूर्ति की जाएगी। बायोरिएक्टर एक विकास माध्यम का उपयोग करता है जिसमें जैव रासायनिक घटकों का एक विशेष मिश्रण होता है। इसके गुणों को इस तरह से चुना जाता है कि शरीर में बढ़ती कोशिकाओं को घेरने वाले वास्तविक वातावरण को सबसे सटीक रूप से पुन: पेश किया जा सके। यह कोशिकाओं को मजबूत संवहनी ऊतक बनने में मदद करता है।

स्टेम सेल

शेफर्ड तरल नाइट्रोजन के साथ एक बर्तन से स्टेम सेल निकालता है। प्रिंटर में लोड करने से पहले उनकी संख्या को महत्वपूर्ण रूप से बढ़ाने के लिए कुछ समय के लिए कोशिकाओं को सुसंस्कृत किया जाना चाहिए। स्टेम सेल अविभाजित कोशिकाएं हैं, जिन्हें बाद में आवश्यक प्रकार की कोशिकाओं में संशोधित किया जा सकता है। सिद्धांत रूप में, इन कोशिकाओं को रोगी के शरीर के कई हिस्सों से लिया जा सकता है - वसा ऊतक, अस्थि मज्जा, त्वचा कोशिकाएं - और एक कामकाजी पोत में बनाया जाता है।

कोशिकाओं के पिघलने के बाद, उन्हें एक विकास समाधान (शीर्ष) में सुसंस्कृत किया जाता है। यहां कोशिकाएं विभाजित और बढ़ सकती हैं, जो भविष्य में रक्त वाहिकाओं के गठन के लिए उनका उपयोग करना संभव बना देगा। समाधान में विशेष योजक (विकास कारक) भी होते हैं जो कोशिकाओं को इंगित करते हैं कि भविष्य में उन्हें किस प्रकार की कोशिकाओं की आवश्यकता है। इस मामले में, रक्त वाहिका कोशिकाएं। कोशिकाओं की आवश्यक संख्या बढ़ने के बाद, उन्हें अपकेंद्रित्र (नीचे) का उपयोग करके विकास समाधान से अलग किया जाता है और प्रिंटर पैलेट में पैक किया जाता है।

आवश्यक हाइड्रोजेल रूप बनाना

मुद्रण प्रक्रिया में पहला कदम नींव में एक विशेष सामग्री, तथाकथित हाइड्रोजेल डालना है, जिसका उपयोग अस्थायी रूप से रक्त वाहिका के ऊतकों को बनाए रखने के लिए आवश्यक आकार बनाने के लिए किया जाता है।

एक विशेष रूप से डिज़ाइन किया गया प्रिंटर दो इंकजेट सिर का उपयोग करता है जो पेट्री डिश में हाइड्रोजेल की सतह पर भविष्य के पोत की संरचना बनाते हैं। सूक्ष्मदर्शी सटीकता के साथ प्रिंटहेड्स स्वचालित रूप से नियंत्रित होते हैं। सिर में से एक को बायोमास कोशिकाओं के साथ चार्ज किया जाता है, दूसरा हाइड्रोजेल के साथ।



एक चैंबर, जिसे बायोरिएक्टर कहा जाता है, का उपयोग बर्तन की संरचना बनाने के लिए किया जाता है और जहाजों के प्रिंट होने से पहले काटा जाता है। बायोरिएक्टर एक बायोटेक्नोलॉजिकल तंत्र का एक काफी मानक उदाहरण है। यह एल्यूमीनियम शीट से बना है, जिसमें विभिन्न उद्घाटन के साथ एक प्लास्टिक कंटेनर रखा गया है। इन छेदों का उपयोग रासायनिक समाधानों को पंप करने के लिए किया जाता है, जिसका उपयोग बढ़ते जहाजों को बिजली देने के लिए किया जाएगा।

इससे पहले कि आप छपाई वाले जहाजों को शुरू करें, सुसंस्कृत कोशिकाओं वाले पैलेट को प्रिंटर में रखा जाता है, जैसे साधारण स्याही के बजाय बायोमास के साथ मुद्रण के लिए कारतूस।

हाइड्रोजेल का उपयोग करके रक्त वाहिका का निर्माण

हाइड्रोगेल के पतले स्ट्रिप्स को पेट्री डिश की सतह के समानांतर लगाया जाता है, जिसके बाद इस तरह से बने खांचे फूस से कोशिकाओं के बायोमास से भर जाते हैं। अगला, हाइड्रोजेल की एक और पट्टी को भविष्य की पोत के अंदर एक गुहा बनाने के लिए कोशिकाओं की एक पट्टी के बीच में मुद्रित किया जाता है।

संवहनी खेती

इसके बाद, कई हफ्तों के लिए इस तरह से मुद्रित जहाजों को विभिन्न विकास मीडिया में वैकल्पिक रूप से रखा जाता है। इसके बाद, कोशिकाओं को हाइड्रोजेल से शुद्ध किया जाता है। नतीजतन, खोखले नलिकाएं रक्त वाहिका कोशिकाओं से बनती हैं।

कोशिकाओं से प्राप्त नलिकाएं एक बायोरिएक्टर में रखी जाती हैं। बायोरिएक्टर (शीर्ष) को पंप का उपयोग करके मुद्रित जहाजों के माध्यम से विशेष समाधान (नीचे) के साथ पंप किया जाता है। ऐसी स्थितियों के तहत, कोशिकाओं को वास्तविक, टिकाऊ जहाजों में बदल दिया जाता है, जिसमें अक्षत वाहिकाओं के समान विशेषताएं होती हैं।

अंतिम चरण

बायोरिएक्टर में रहने के बाद, मुद्रित कोशिकाएं एक साथ बढ़ती हैं और जहाजों का निर्माण करती हैं, जिसे बाद में रोगी में प्रत्यारोपित किया जा सकता है। चूंकि रोगी के स्वयं के कोशिकाओं से जहाजों को उगाया गया था, वे शरीर द्वारा अधिक आसानी से माना जाता है।



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