Organ printing
ઓર્ગેન પ્રિન્ટિંગ પરંપરાગત 3D પ્રિન્ટિંગ જેવી જ તકનીકોનો ઉપયોગ કરે છે જ્યાં કમ્પ્યુટર મોડેલને પ્રિન્ટરમાં ફીડ કરવામાં આવે છે જે 3D ઑબ્જેક્ટ ઉત્પન્ન થાય ત્યાં સુધી પ્લાસ્ટિક અથવા મીણના ક્રમિક સ્તરો મૂકે છે. અંગ છાપવાના કિસ્સામાં, પ્રિન્ટર દ્વારા ઉપયોગમાં લેવાતી સામગ્રી બાયોકોમ્પેટિબલ પ્લાસ્ટિક છે. બાયોકોમ્પેટિબલ પ્લાસ્ટિક એક સ્કેફોલ્ડ બનાવે છે જે છાપવામાં આવી રહેલા અંગ માટે હાડપિંજર તરીકે કામ કરે છે. જેમ જેમ પ્લાસ્ટિક નાખવામાં આવે છે, તેમ તેમ તેને દર્દીના અંગમાંથી માનવ કોષો સાથે પણ રોપવામાં આવે છે જેના માટે છાપવામાં આવે છે. છાપ્યા પછી, કોષોને વધવા માટે સમય આપવા માટે અંગને સેવન ચેમ્બરમાં સ્થાનાંતરિત કરવામાં આવે છે. પૂરતા સમય પછી, અંગ દર્દીમાં રોપવામાં આવે છે. ઘણા સંશોધકો માટે અંગ છાપકામનું અંતિમ લક્ષ્ય એવા અવયવો બનાવવાનું છે જે માનવ શરીરમાં સંપૂર્ણપણે એકીકૃત થઈ શકે. સફળ અંગ છાપકામમાં ઘણા ઉદ્યોગોને અસર કરવાની ક્ષમતા છે, ખાસ કરીને કૃત્રિમ અંગ અંગ પ્રત્યારોપણ, ફાર્માસ્યુટિકલ સંશોધન અને ચિકિત્સકો અને સર્જનોની તાલીમ. અંગ મુદ્રણનું ક્ષેત્ર સ્ટીરિયોલિથોગ્રાફીના ક્ષેત્રમાં સંશોધનમાંથી ઉદ્ભવ્યું છે, જે 1984માં શોધાયેલ 3ડી પ્રિન્ટિંગની પ્રથા માટેનો આધાર છે. 3 ડી પ્રિન્ટિંગના આ પ્રારંભિક યુગમાં, કાયમી વસ્તુઓ બનાવવી શક્ય ન હતી કારણ કે પ્રિન્ટિંગ પ્રક્રિયા માટે ઉપયોગમાં લેવાતી સામગ્રી ટકાઉ ન હતી. તેના બદલે 3 ડી પ્રિન્ટિંગનો ઉપયોગ સંભવિત અંતિમ ઉત્પાદનોના નમૂના તરીકે કરવામાં આવ્યો હતો જે આખરે વધુ પરંપરાગત તકનીકો હેઠળ વિવિધ સામગ્રીમાંથી બનાવવામાં આવશે. 1990 ના દાયકાની શરૂઆતમાં, નેનોકોમ્પોઝિટ્સ વિકસાવવામાં આવ્યા હતા જેણે 3D મુદ્રિત વસ્તુઓને વધુ ટકાઉ બનાવવાની મંજૂરી આપી હતી, જે 3D મુદ્રિત વસ્તુઓને માત્ર મોડેલો કરતાં વધુ માટે ઉપયોગમાં લેવાની મંજૂરી આપે છે. આ તે સમય હતો જ્યારે તબીબી ક્ષેત્રના લોકોએ કૃત્રિમ અંગો ઉત્પન્ન કરવા માટે 3 ડી પ્રિન્ટિંગને એક માર્ગ તરીકે વિચારવાનું શરૂ કર્યું હતું. 1990 ના દાયકાના અંત સુધીમાં, તબીબી સંશોધકો બાયોકોમ્પેટિબલ સામગ્રી શોધી રહ્યા હતા જેનો ઉપયોગ 3 ડી પ્રિન્ટિંગમાં થઈ શકે છે. બાયોપ્રિન્ટિંગની વિભાવના સૌપ્રથમ 1988માં દર્શાવવામાં આવી હતી. આ સમયે, એક સંશોધકે સાયટોસ્ક્રીબિંગ તકનીકનો ઉપયોગ કરીને કોષો જમા કરવા માટે સુધારેલા એચપી ઇંકજેટ પ્રિન્ટરનો ઉપયોગ કર્યો હતો. પ્રગતિ 1999 માં ચાલુ રહી જ્યારે બાયોપ્રિન્ટિંગનો ઉપયોગ કરીને બનાવવામાં આવેલું પ્રથમ કૃત્રિમ અંગ વેક ફોરેસ્ટ ઇન્સ્ટિટ્યૂટ ફોર રિજનરેટિવ મેડિસિન ખાતે ડૉ. એન્થોની અટાલાના નેતૃત્વમાં વૈજ્ઞાનિકની ટીમ દ્વારા છાપવામાં આવ્યું હતું. વેક ફોરેસ્ટના વૈજ્ઞાનિકોએ માનવ મૂત્રાશય માટે એક કૃત્રિમ સ્કેફોલ્ડ છાપ્યું અને પછી તેમના દર્દીના કોષો સાથે સ્કેફોલ્ડને બીજ આપ્યો. આ પદ્ધતિનો ઉપયોગ કરીને, તેઓ એક કાર્યરત અંગ વિકસાવવામાં સક્ષમ હતા અને પ્રત્યારોપણના દસ વર્ષ પછી દર્દીને કોઈ ગંભીર ગૂંચવણો નહોતી. વેક ફોરેસ્ટ ખાતે મૂત્રાશય પછી, અન્ય અવયવો છાપવા તરફ પગલાં લેવામાં આવ્યા હતા. 2002માં, એક લઘુચિત્ર, સંપૂર્ણપણે કાર્યરત કિડની છાપવામાં આવી હતી. 2003 માં, ક્લેમ્સન યુનિવર્સિટીના ડૉ. થોમસ બોલાન્ડે કોષો માટે ઇંકજેટ પ્રિન્ટિંગના ઉપયોગની પેટન્ટ કરી હતી. આ પ્રક્રિયાએ સબસ્ટ્રેટ પર મૂકવામાં આવેલા સંગઠિત 3D મેટ્રિક્સમાં કોષોના જમા કરવા માટે સુધારેલી શોધ પદ્ધતિનો ઉપયોગ કર્યો હતો. આ પ્રિન્ટર બાયોપ્રિન્ટિંગ અને યોગ્ય બાયોમટેરિયલ્સમાં વ્યાપક સંશોધન માટે મંજૂરી આપે છે. દાખલા તરીકે, આ પ્રારંભિક તારણો પછી, કોષ મેટ્રિક્સના વિરોધમાં પેશીઓ અને અંગ માળખાના ઉત્પાદનને આવરી લેવા માટે જૈવિક માળખાઓનું 3D પ્રિન્ટિંગ વધુ વિકસાવવામાં આવ્યું છે. વધુમાં, પ્રિન્ટિંગ માટેની વધુ તકનીકો, જેમ કે એક્સટ્રુઝન બાયોપ્રિન્ટિંગ, પર સંશોધન કરવામાં આવ્યું છે અને ત્યારબાદ ઉત્પાદનના સાધન તરીકે રજૂ કરવામાં આવી છે. 2004 માં, બાયોપ્રિન્ટિંગના ક્ષેત્રમાં વધુ એક નવા બાયોપ્રિન્ટર દ્વારા ભારે ફેરફાર કરવામાં આવ્યો હતો. આ નવું પ્રિન્ટર પહેલા કૃત્રિમ સ્કેફોલ્ડ બનાવ્યા વિના જીવંત માનવ કોષોનો ઉપયોગ કરવામાં સક્ષમ હતું. 2009 માં, ઓર્ગેનોવોએ આ નવીન તકનીકનો ઉપયોગ પ્રથમ વ્યાવસાયિક રીતે ઉપલબ્ધ બાયોપ્રિન્ટર બનાવવા માટે કર્યો હતો. તે પછી તરત જ, ઓર્ગેનોવોના બાયોપ્રિન્ટરનો ઉપયોગ બાયોડિગ્રેડેબલ રક્ત વાહિની વિકસાવવા માટે કરવામાં આવ્યો હતો, જે આ પ્રકારની પ્રથમ હતી, જેમાં કોષનું આવરણ નહોતું. 2010 અને તેના પછીના દાયકામાં, 3 ડી પ્રિન્ટિંગ દ્વારા યકૃત અને હૃદયના વાલ્વ જેવા અન્ય અવયવો અને લોહીથી જન્મેલા નેટવર્ક જેવા પેશીઓના ઉત્પાદનમાં વધુ સંશોધન કરવામાં આવ્યું છે. 2019 માં, ઇઝરાયેલના વૈજ્ઞાનિકોએ એક મોટી સફળતા મેળવી હતી જ્યારે તેઓ સસલાના કદના હૃદયને રક્ત વાહિનીઓના નેટવર્ક સાથે છાપવામાં સક્ષમ હતા જે કુદરતી રક્તવાહિનીઓની જેમ સંકોચાય છે. વાસ્તવિક હૃદયની સરખામણીમાં મુદ્રિત હૃદયમાં યોગ્ય શારીરિક માળખું અને કાર્ય હતું. આ સફળતા સંપૂર્ણપણે કાર્યરત માનવ અંગોને છાપવાની વાસ્તવિક સંભાવનાનું પ્રતિનિધિત્વ કરે છે. હકીકતમાં, પોલેન્ડમાં વોર્સો ફાઉન્ડેશન ફોર રિસર્ચ એન્ડ ડેવલપમેન્ટ ઓફ સાયન્સના વૈજ્ઞાનિકો બાયોપ્રિન્ટિંગ તકનીકનો ઉપયોગ કરીને સંપૂર્ણ કૃત્રિમ સ્વાદુપિંડ બનાવવા પર કામ કરી રહ્યા છે. આજની તારીખે, આ વૈજ્ઞાનિકો કાર્યરત પ્રોટોટાઇપ વિકસાવવામાં સફળ રહ્યા છે. આ એક વિકસતું ક્ષેત્ર છે અને હજુ પણ ઘણું સંશોધન કરવામાં આવી રહ્યું છે. કૃત્રિમ અંગોના ઉત્પાદન માટે 3ડી પ્રિન્ટિંગ તકનીકો જૈવિક ઇજનેરીમાં અભ્યાસનો મુખ્ય વિષય રહ્યો છે. જેમ જેમ 3 ડી પ્રિન્ટિંગ દ્વારા ઝડપી ઉત્પાદન તકનીકો વધુને વધુ કાર્યક્ષમ બની રહી છે, તેમ તેમ કૃત્રિમ અંગ સંશ્લેષણમાં તેમની ઉપયોગિતા વધુ સ્પષ્ટ થઈ છે. 3 ડી પ્રિન્ટિંગના કેટલાક પ્રાથમિક ફાયદાઓ તેના મોટા પાયે ઉત્પાદન કરતી સ્કેફોલ્ડ માળખાઓની ક્ષમતા તેમજ સ્કેફોલ્ડ ઉત્પાદનોમાં ઉચ્ચ સ્તરની શારીરિક ચોકસાઈમાં છે. આ એવી રચનાઓની રચના માટે પરવાનગી આપે છે જે વધુ અસરકારક રીતે કુદરતી અંગ અથવા પેશી માળખાના સૂક્ષ્મ માળખાને મળતી આવે છે. 3 ડી પ્રિન્ટિંગનો ઉપયોગ કરીને અંગ છાપકામ વિવિધ તકનીકોનો ઉપયોગ કરીને હાથ ધરવામાં આવી શકે છે, જેમાંથી દરેક ચોક્કસ લાભો પ્રદાન કરે છે જે ચોક્કસ પ્રકારના અંગ ઉત્પાદન માટે યોગ્ય હોઈ શકે છે. કાર્યાત્મક પેશીઓમાં બલિદાન લેખન (સ્વિફ્ટ) કાર્ય પેશીઓમાં બલિદાન લેખન (સ્વિફ્ટ) એ અંગ છાપવાની એક પદ્ધતિ છે જ્યાં જીવંત કોષોને માનવ શરીરમાં થતી ઘનતાની નકલ કરવા માટે ચુસ્ત રીતે પેક કરવામાં આવે છે. પેકિંગ કરતી વખતે, રક્તવાહિનીઓ અને ઓક્સિજનની નકલ કરવા માટે ટનલ કોતરવામાં આવે છે અને આ ટનલ દ્વારા આવશ્યક પોષક તત્ત્વો પહોંચાડવામાં આવે છે. આ તકનીક અન્ય પદ્ધતિઓને એકસાથે ટુકડા કરે છે જે ફક્ત કોષોને પેક કરે છે અથવા વાસ્કુલેચર બનાવે છે. સ્વિફ્ટ બંનેને જોડે છે અને તે એક સુધારો છે જે સંશોધકોને કાર્યાત્મક કૃત્રિમ અંગો બનાવવાની નજીક લાવે છે. સ્ટીરિયોલિથોગ્રાફિક (એસ. એલ. એ.) 3ડી બાયોપ્રિન્ટિંગ અંગ છાપકામની આ પદ્ધતિ 2ડી પેટર્ન બનાવવા માટે અવકાશી રીતે નિયંત્રિત પ્રકાશ અથવા લેસરનો ઉપયોગ કરે છે જે બાયો-શાહી જળાશયમાં પસંદગીયુક્ત ફોટોપોલિમરાઇઝેશન દ્વારા સ્તરિત થાય છે. 3D માળખું પછી 2D પેટર્નનો ઉપયોગ કરીને સ્તરોમાં બનાવી શકાય છે. ત્યારબાદ અંતિમ ઉત્પાદનમાંથી બાયો-શાહી દૂર કરવામાં આવે છે. એસ. એલ. એ. બાયોપ્રિન્ટિંગ જટિલ આકારો અને આંતરિક માળખાઓની રચના માટે પરવાનગી આપે છે. આ પદ્ધતિ માટેનું લક્ષણ રીઝોલ્યુશન અત્યંત ઊંચું છે અને એકમાત્ર ગેરલાભ એ રેઝિનની અછત છે જે બાયોકોમ્પેટિબલ છે. ડ્રોપ-આધારિત બાયોપ્રિન્ટિંગ (ઇંકજેટ) ડ્રોપ-આધારિત બાયોપ્રિન્ટિંગ સોંપાયેલ સામગ્રીના ટીપાંનો ઉપયોગ કરીને સેલ્યુલર વિકાસ કરે છે, જેને ઘણીવાર સેલ લાઇન સાથે જોડવામાં આવે છે. કોષો પોતે પણ પોલિમર સાથે અથવા વગર આ રીતે જમા કરી શકાય છે. આ પદ્ધતિઓનો ઉપયોગ કરીને પોલિમર સ્કેફોલ્ડ્સ છાપતી વખતે, દરેક ડ્રોપ સબસ્ટ્રેટ સપાટીના સંપર્ક પર પોલિમરાઇઝ થવાનું શરૂ કરે છે અને જેમ જેમ ટીપાં એકઠા થવાનું શરૂ કરે છે તેમ તેમ મોટા માળખામાં ભળી જાય છે. ઉપયોગમાં લેવાતા પોલિમરના આધારે વિવિધ પદ્ધતિઓ દ્વારા પોલિમરાઇઝેશન થઈ શકે છે. દાખલા તરીકે, આલ્જિનેટ પોલિમરાઇઝેશન સબસ્ટ્રેટમાં કેલ્શિયમ આયનો દ્વારા શરૂ થાય છે, જે લિક્વિફાઇડ બાયોઇનકમાં ફેલાય છે અને મજબૂત જેલની ગોઠવણી માટે પરવાનગી આપે છે. ડ્રોપ-આધારિત બાયોપ્રિન્ટિંગનો ઉપયોગ સામાન્ય રીતે તેની ઉત્પાદક ગતિને કારણે થાય છે. જો કે, આ તેને વધુ જટિલ અંગ માળખા માટે ઓછું યોગ્ય બનાવી શકે છે. એક્સ્ટ્રુઝન બાયોપ્રિન્ટિંગ એક્સ્ટ્રુઝન બાયોપ્રિન્ટિંગમાં ચોક્કસ પ્રિન્ટિંગ ફેબ્રિકનું સુસંગત નિવેદન અને એક્સ્ટ્રુડરમાંથી સેલ લાઇનનો સમાવેશ થાય છે, જે એક પ્રકારનું પોર્ટેબલ પ્રિન્ટ હેડ છે. આ ફેબ્રિક અથવા સેલ સ્ટેટમેન્ટ માટે વધુ નિયંત્રિત અને સૌમ્ય હેન્ડલ હોવાનું વલણ ધરાવે છે, અને 3D પેશીઓ અથવા અંગ માળખાના વિકાસમાં વધુ નોંધપાત્ર કોષ ગીચતાનો ઉપયોગ કરવાની મંજૂરી આપે છે. કોઈ પણ સંજોગોમાં, આ પ્રક્રિયા દ્વારા સામેલ ધીમી પ્રિન્ટિંગ ઝડપ દ્વારા આવા લાભો પાછા સેટ કરવામાં આવે છે. એક્સ્ટ્રુઝન બાયોપ્રિન્ટિંગને વારંવાર યુવી લાઇટ સાથે જોડવામાં આવે છે, જે વધુ સ્થિર, સંકલિત રચના બનાવવા માટે મુદ્રિત કાપડને ફોટોપોલિમરાઇઝ કરે છે. ફ્યુઝ્ડ ડિપોઝિશન મોડેલિંગ ફ્યુઝ્ડ ડિપોઝિશન મોડેલિંગ (એફ. ડી. એમ.) પસંદગીયુક્ત લેસર સિંટરિંગની તુલનામાં વધુ સામાન્ય અને સસ્તું છે. આ પ્રિન્ટર પ્રિન્ટહેડનો ઉપયોગ કરે છે જે માળખામાં ઇંકજેટ પ્રિન્ટર જેવું જ હોય છે; જો કે, શાહીનો ઉપયોગ થતો નથી. પ્લાસ્ટિકના મણકાને ઊંચા તાપમાને ગરમ કરવામાં આવે છે અને જેમ જેમ તે આગળ વધે છે તેમ તેમ પ્રિન્ટહેડમાંથી છોડવામાં આવે છે, જે વસ્તુને પાતળા સ્તરોમાં બનાવે છે. એફ. ડી. એમ. પ્રિન્ટરો સાથે વિવિધ પ્રકારના પ્લાસ્ટિકનો ઉપયોગ કરી શકાય છે. વધુમાં, એફ. ડી. એમ. દ્વારા છાપવામાં આવતા મોટાભાગના ભાગો સામાન્ય રીતે સમાન થર્મોપ્લાસ્ટિકમાંથી બનેલા હોય છે જેનો ઉપયોગ પરંપરાગત ઈન્જેક્શન મોલ્ડિંગ અથવા મશીનિંગ તકનીકોમાં થાય છે. આને કારણે, આ ભાગોમાં સમાન ટકાઉપણું, યાંત્રિક ગુણધર્મો અને સ્થિરતા લાક્ષણિકતાઓ છે. ચોકસાઇ નિયંત્રણ સતત પ્રકાશન રકમ અને આકારમાં ફાળો આપતા દરેક સ્તર માટે ચોક્કસ સ્થાન જુબાની માટે પરવાનગી આપે છે. જેમ જેમ ગરમ પ્લાસ્ટિક પ્રિન્ટહેડમાંથી જમા થાય છે, તે નીચેના સ્તરો સાથે ફ્યુઝ અથવા બોન્ડ કરે છે. જેમ જેમ દરેક સ્તર ઠંડુ થાય છે, તેમ તેમ તેઓ સખત બને છે અને ધીમે ધીમે રચનામાં વધુ સ્તરો ફાળો આપતા હોવાથી બનાવવાના હેતુવાળા નક્કર આકારને પકડી લે છે. પસંદગીયુક્ત લેસર સિંટરિંગ પસંદગીયુક્ત લેસર સિંટરિંગ (એસ. એલ. એસ.) નવી વસ્તુઓ છાપવા માટે સબસ્ટ્રેટ તરીકે પાવડર સામગ્રીનો ઉપયોગ કરે છે. એસ. એલ. એસ. નો ઉપયોગ ધાતુ, પ્લાસ્ટિક અને સિરામિક વસ્તુઓ બનાવવા માટે થઈ શકે છે. આ તકનીક કમ્પ્યુટર દ્વારા નિયંત્રિત લેસરનો ઉપયોગ પાવડર સામગ્રીને સિંટર કરવા માટે પાવર સ્રોત તરીકે કરે છે. લેસર પાવડરમાં ઇચ્છિત પદાર્થના આકારના ક્રોસ-સેક્શનને શોધી કાઢે છે, જે તેને નક્કર સ્વરૂપમાં એકસાથે ફ્યુઝ કરે છે. પછી પાવડરનું એક નવું સ્તર નાખવામાં આવે છે અને પ્રક્રિયા પોતે પુનરાવર્તન કરે છે, દરેક સ્તરને પાવડરના દરેક નવા ઉપયોગ સાથે, એક પછી એક, સંપૂર્ણ પદાર્થ રચવા માટે બનાવે છે. એસ. એલ. એસ. પ્રિન્ટિંગનો એક ફાયદો એ છે કે તેમાં બહુ ઓછા વધારાના ટૂલિંગની જરૂર પડે છે, એટલે કે. સેન્ડિંગ, એકવાર ઓબ્જેક્ટ છાપવામાં આવે. એસ. એલ. એસ. નો ઉપયોગ કરીને અંગ મુદ્રણમાં તાજેતરની પ્રગતિમાં ક્રેનિયોફેશિયલ પ્રત્યારોપણની 3ડી રચનાઓ તેમજ કાર્ડિયાક ટિશ્યુ એન્જિનિયરિંગ માટે સ્કેફોલ્ડ્સનો સમાવેશ થાય છે. પ્રિન્ટિંગ મટિરિયલ્સ પ્રિન્ટિંગ મટિરિયલ્સ માપદંડના વ્યાપક વર્ણપટમાં બંધબેસતા હોવા જોઈએ, જેમાં સૌથી અગ્રણી બાયોકોમ્પેટિબિલિટી છે. 3 ડી પ્રિન્ટેડ સામગ્રી દ્વારા રચાયેલા પરિણામી સ્કેફોલ્ડ્સ કોષ પ્રસાર માટે શારીરિક અને રાસાયણિક રીતે યોગ્ય હોવા જોઈએ. બાયોડિગ્રેડેબિલિટી એ અન્ય એક મહત્વપૂર્ણ પરિબળ છે, અને ખાતરી આપે છે કે કૃત્રિમ રીતે રચાયેલી રચનાને સફળ પ્રત્યારોપણ પર તોડી શકાય છે, જેને સંપૂર્ણપણે કુદરતી સેલ્યુલર માળખા દ્વારા બદલી શકાય છે. 3 ડી પ્રિન્ટિંગની પ્રકૃતિને કારણે, ઉપયોગમાં લેવાતી સામગ્રી વૈવિધ્યપૂર્ણ અને અનુકૂળ હોવી જોઈએ, જે કોષના પ્રકારો અને માળખાકીય રચનાઓની વિશાળ શ્રેણી માટે યોગ્ય હોવી જોઈએ. કુદરતી પોલિમર 3 ડી પ્રિન્ટિંગ માટેની સામગ્રીમાં સામાન્ય રીતે એલ્જિનેટ અથવા ફાઇબ્રિન પોલિમર હોય છે જે સેલ્યુલર સંલગ્નતા અણુઓ સાથે સંકલિત કરવામાં આવે છે, જે કોષોના ભૌતિક જોડાણને ટેકો આપે છે. આવા પોલિમર ખાસ કરીને માળખાકીય સ્થિરતા જાળવવા અને સેલ્યુલર એકીકરણ માટે ગ્રહણશીલ બનવા માટે રચાયેલ છે. બાયો-શાહી શબ્દનો ઉપયોગ 3D બાયોપ્રિન્ટિંગ સાથે સુસંગત હોય તેવી સામગ્રીના વ્યાપક વર્ગીકરણ તરીકે કરવામાં આવે છે. હાઇડ્રોજેલ એલ્જિનેટ અંગ છાપકામ સંશોધનમાં સૌથી વધુ ઉપયોગમાં લેવાતી સામગ્રીઓમાંની એક તરીકે ઉભરી આવ્યા છે, કારણ કે તે અત્યંત વૈવિધ્યપૂર્ણ છે, અને કુદરતી પેશીઓની લાક્ષણિકતાના ચોક્કસ યાંત્રિક અને જૈવિક ગુણધર્મોનું અનુકરણ કરવા માટે તેને સારી રીતે ગોઠવી શકાય છે. હાઇડ્રોજેલ્સની ચોક્કસ જરૂરિયાતોને અનુરૂપ બનાવવાની ક્ષમતા તેમને અનુકૂલનશીલ સ્કેફોલ્ડ સામગ્રી તરીકે ઉપયોગમાં લેવાની મંજૂરી આપે છે, જે વિવિધ પેશીઓ અથવા અંગોની રચનાઓ અને શારીરિક પરિસ્થિતિઓ માટે યોગ્ય છે. એલ્જિનેટના ઉપયોગમાં એક મોટો પડકાર તેની સ્થિરતા અને ધીમું અધઃપતન છે, જે કૃત્રિમ જેલ સ્કેફોલ્ડિંગને તોડી નાખવાનું અને રોપાયેલા કોષોના પોતાના બાહ્યકોષીય મેટ્રિક્સ સાથે બદલવાનું મુશ્કેલ બનાવે છે. એલ્જિનેટ હાઇડ્રોજેલ કે જે એક્સટ્રુઝન પ્રિન્ટિંગ માટે યોગ્ય છે તે ઘણીવાર માળખાકીય અને યાંત્રિક રીતે ઓછું મજબૂત હોય છે; જો કે, આ મુદ્દાને વધુ સ્થિરતા પ્રદાન કરવા માટે નેનોસેલ્યુલોઝ જેવા અન્ય બાયોપોલિમર્સના સમાવેશ દ્વારા મધ્યસ્થી કરી શકાય છે. એલ્જિનેટ અથવા મિશ્ર-પોલિમર બાયોઇનકના ગુણધર્મો ટ્યુન કરી શકાય તેવા છે અને વિવિધ ઉપયોગો અને અંગોના પ્રકારો માટે બદલી શકાય છે. પેશીઓ અને 3ડી અંગ છાપકામ માટે ઉપયોગમાં લેવાતા અન્ય કુદરતી પોલિમરમાં ચિટોસન, હાઇડ્રોક્સિપેટાઇટ (એચ. એ.), કોલેજન અને જિલેટીનનો સમાવેશ થાય છે. જિલેટીન એક થર્મોસેન્સિટિવ પોલિમર છે, જેમાં ઉત્કૃષ્ટ ઘસારો દ્રાવ્યતા, બાયોડિગ્રેડેબિલિટી, બાયોકોમ્પેટિબિલિટી, તેમજ ઓછી રોગપ્રતિકારક અસ્વીકાર દર્શાવતા ગુણધર્મો છે. આ ગુણો ફાયદાકારક છે અને જ્યારે વિવોમાં રોપવામાં આવે ત્યારે 3D બાયોપ્રિન્ટેડ અંગની ઉચ્ચ સ્વીકૃતિમાં પરિણમે છે. કૃત્રિમ પોલિમર કૃત્રિમ પોલિમર એ મોનોમર્સની રાસાયણિક પ્રતિક્રિયાઓ દ્વારા માનવ નિર્મિત છે. તેમના યાંત્રિક ગુણધર્મો અનુકૂળ છે કારણ કે તેમના પરમાણુ વજનને વિવિધ જરૂરિયાતોને આધારે નીચાથી ઊંચા સુધી નિયંત્રિત કરી શકાય છે. જો કે, તેમના કાર્યાત્મક જૂથોના અભાવ અને માળખાકીય જટિલતાએ અંગ મુદ્રણમાં તેમનો ઉપયોગ મર્યાદિત કર્યો છે. ઉત્તમ 3ડી પ્રિન્ટેબિલિટી અને વિવો પેશી સુસંગતતા ધરાવતા વર્તમાન કૃત્રિમ પોલિમરમાં પોલિઇથિલિન ગ્લાયકોલ (પીઇજી), પોલિ (લેક્ટિક-ગ્લાયકોલિક એસિડ) (પીએલજીએ) અને પોલીયુરેથેન (પીયુ) નો સમાવેશ થાય છે. પીઇજી એ બાયોકોમ્પેટિબલ, નોન-ઇમ્યુનોજેનિક સિન્થેટિક પોલિથર છે જે 3ડી બાયોપ્રિન્ટિંગમાં ઉપયોગ માટે ટ્યુન કરી શકાય તેવા યાંત્રિક ગુણધર્મો ધરાવે છે. PEG નો ઉપયોગ વિવિધ 3D પ્રિન્ટિંગ એપ્લિકેશન્સમાં કરવામાં આવ્યો હોવા છતાં, સેલ-એડહેસિવ ડોમેન્સના અભાવે અંગ પ્રિન્ટિંગમાં વધુ મર્યાદિત ઉપયોગ થયો છે. પી. એલ. જી. એ., એક કૃત્રિમ કોપોલિમર, પ્રાણીઓ, મનુષ્યો, છોડ અને સુક્ષ્મસજીવો જેવા જીવંત પ્રાણીઓમાં વ્યાપકપણે પરિચિત છે. પી. એલ. જી. એ. નો ઉપયોગ પી. એલ. જી. એ.-જિલેટીન, પી. એલ. જી. એ.-કોલેજન સહિત વિવિધ સામગ્રી પ્રણાલીઓ બનાવવા માટે અન્ય પોલિમર સાથે સંયોજનમાં થાય છે, જે તમામ સામગ્રીના યાંત્રિક ગુણધર્મોને વધારે છે, જ્યારે વિવોમાં મૂકવામાં આવે ત્યારે બાયોકોમ્પેટિબલ હોય છે અને ટ્યુન કરી શકાય તેવી બાયોડિગ્રેડેબિલિટી ધરાવે છે. પી. એલ. જી. એ. નો ઉપયોગ મોટેભાગે અસ્થિ, યકૃત અને અન્ય મોટા અંગ પુનઃજનન પ્રયાસો માટે મુદ્રિત રચનાઓમાં થાય છે. છેલ્લે, પી. યુ. અનન્ય છે કારણ કે તેને બે જૂથોમાં વર્ગીકૃત કરી શકાય છેઃ બાયોડિગ્રેડેબલ અથવા નોન-બાયોડિગ્રેડેબલ. તેનો ઉપયોગ તેના ઉત્કૃષ્ટ યાંત્રિક અને બાયોઇનર્ટ ગુણધર્મોને કારણે બાયોપ્રિન્ટિંગના ક્ષેત્રમાં કરવામાં આવે છે. પી. યુ. નો ઉપયોગ નિર્જીવ કૃત્રિમ હૃદય હશે; જો કે, હાલના 3ડી બાયોપ્રિન્ટરનો ઉપયોગ કરીને, આ પોલિમર છાપી શકાતો નથી. પી. ઈ. જી. અને પોલીકેપ્રોલેક્ટોન (પી. સી. એલ.) મોનોમર્સની બનેલી નવી ઇલાસ્ટોમેરિક પી. યુ. બનાવવામાં આવી હતી. આ નવી સામગ્રી જટિલ બાયોઆર્ટિફિસિયલ અંગ પ્રિન્ટિંગ અને ઉત્પાદનમાં ઉપયોગ માટે ઉત્તમ બાયોકોમ્પેટિબિલિટી, બાયોડિગ્રેડેબિલિટી, બાયોપ્રિન્ટેબિલિટી અને બાયોસ્ટેબિલિટી દર્શાવે છે. ઉચ્ચ વેસ્ક્યુલર અને ન્યુરલ નેટવર્કના નિર્માણને કારણે, આ સામગ્રીને મગજ, હૃદય, ફેફસાં અને કિડની જેવી વિવિધ જટિલ રીતોથી અંગ છાપવા માટે લાગુ કરી શકાય છે. નેચરલ-સિન્થેટિક હાઇબ્રિડ પોલિમર નેચરલ-સિન્થેટિક હાઇબ્રિડ પોલિમર સિન્થેટિક અને બાયોપોલિમરિક ઘટકો વચ્ચેની સિનર્જિક અસર પર આધારિત છે. જિલેટીન-મેથાક્રિલોયલ (જેલમા) બાયોપ્રિન્ટિંગના ક્ષેત્રમાં એક લોકપ્રિય બાયોમટેરિયલ બની ગયું છે. જેલએમએએ દર્શાવ્યું છે કે તેની યોગ્ય બાયોકોમ્પેટિબિલિટી અને સહેલાઈથી ટ્યુન કરી શકાય તેવા સાયકોકેમિકલ ગુણધર્મોને કારણે તે બાયોઇનક સામગ્રી તરીકે વ્યવહારુ ક્ષમતા ધરાવે છે. હાયલ્યુરોનિક એસિડ (એચએ)-પીઇજી એ અન્ય કુદરતી-કૃત્રિમ સંકર પોલિમર છે જે બાયોપ્રિન્ટિંગ કાર્યક્રમોમાં ખૂબ જ સફળ સાબિત થયું છે. કૃત્રિમ પોલિમર સાથે સંયુક્ત એચ. એ. પ્રિન્ટિંગ પછી ઉચ્ચ કોષની સદ્ધરતા અને યાંત્રિક ગુણધર્મોમાં મર્યાદિત નુકસાન સાથે વધુ સ્થિર માળખાં મેળવવામાં મદદ કરે છે. બાયોપ્રિન્ટિંગમાં એચ. એ.-પી. ઈ. જી. નો તાજેતરનો ઉપયોગ કૃત્રિમ યકૃતની રચના છે. છેલ્લે, અંગ મુદ્રણમાં ટ્યુન કરી શકાય તેવા યાંત્રિક ગુણધર્મો અને કાર્યક્ષમ અધઃપતન દર સાથે બાયોડિગ્રેડેબલ પોલીયુરેથીન (પીયુ)-જિલેટીન હાઇબ્રિડ પોલિમરની શ્રેણી લાગુ કરવામાં આવી છે. આ સંકરમાં નાક આકારની રચના જેવી જટિલ રચનાઓ છાપવાની ક્ષમતા છે. ઉપર વર્ણવેલ તમામ પોલિમર ઇમ્પ્લાન્ટેબલ, બાયોઆર્ટિફીસિયલ અવયવોમાં ઉત્પાદિત થવાની સંભાવના ધરાવે છે, જેમાં કસ્ટમાઇઝ્ડ અંગ પુનઃસ્થાપન, ડ્રગ સ્ક્રિનિંગ તેમજ મેટાબોલિક મોડેલ વિશ્લેષણનો સમાવેશ થાય છે, પરંતુ તે મર્યાદિત નથી. કોષના સ્ત્રોતો સંપૂર્ણ અંગની રચના માટે ઘણીવાર વિવિધ પ્રકારના કોષોનો સમાવેશ કરવાની જરૂર પડે છે, જે અલગ અને પેટર્નવાળી રીતે ગોઠવાયેલા હોય છે. પરંપરાગત પ્રત્યારોપણની સરખામણીમાં 3ડી-પ્રિન્ટેડ અંગોનો એક ફાયદો એ છે કે દર્દીમાંથી મેળવેલા કોષોનો ઉપયોગ કરીને નવું અંગ બનાવવાની ક્ષમતા છે. આ ટ્રાન્સપ્લાન્ટ અસ્વીકારની સંભાવનાને નોંધપાત્ર રીતે ઘટાડે છે, અને ટ્રાન્સપ્લાન્ટ પછી ઇમ્યુનોસપ્રેસિવ દવાઓની જરૂરિયાતને દૂર કરી શકે છે, જે ટ્રાન્સપ્લાન્ટના આરોગ્ય જોખમોને ઘટાડશે. જો કે, તમામ જરૂરી કોષ પ્રકારો એકત્રિત કરવા હંમેશા શક્ય ન હોવાથી, પુખ્ત સ્ટેમ કોશિકાઓ એકત્રિત કરવી અથવા એકત્રિત પેશીઓમાં પ્લુરિપોટેન્સી પ્રેરિત કરવી જરૂરી હોઈ શકે છે. આમાં સંસાધન-સઘન કોષ વૃદ્ધિ અને તફાવતનો સમાવેશ થાય છે અને તે સંભવિત આરોગ્ય જોખમોના પોતાના સમૂહ સાથે આવે છે, કારણ કે મુદ્રિત અંગમાં કોષનો પ્રસાર શરીરની બહાર થાય છે અને વૃદ્ધિ પરિબળોના બાહ્ય ઉપયોગની જરૂર પડે છે. જો કે, કેટલીક પેશીઓની અલગ માળખામાં સ્વ-સંગઠિત થવાની ક્ષમતા એક સાથે પેશીઓનું નિર્માણ કરવાની અને અલગ કોષોની વસ્તી બનાવવાની રીત પ્રદાન કરી શકે છે, જે અંગ છાપવાની અસરકારકતા અને કાર્યક્ષમતામાં સુધારો કરે છે. પ્રિન્ટરો અને પ્રક્રિયાઓના પ્રકાર અંગ છાપવા માટે ઉપયોગમાં લેવાતા પ્રિન્ટરોના પ્રકારોમાં નીચેનાનો સમાવેશ થાય છેઃ ઇંકજેટ પ્રિન્ટર મલ્ટી-નોઝલ હાઇબ્રિડ પ્રિન્ટર ઇલેક્ટ્રોસ્પિનિંગ ડ્રોપ-ઓન-ડિમાન્ડ આ પ્રિન્ટર્સનો ઉપયોગ અગાઉ વર્ણવેલ પદ્ધતિઓમાં થાય છે. દરેક પ્રિન્ટરને વિવિધ સામગ્રીની જરૂર હોય છે અને તેના પોતાના ફાયદા અને મર્યાદાઓ હોય છે. અરજીઓ અંગ દાન હાલમાં, અંગ નિષ્ફળતામાં રહેલા લોકો માટે સારવાર માટેની એકમાત્ર પદ્ધતિ જીવંત અથવા તાજેતરમાં મૃત્યુ પામેલા દાતા પાસેથી પ્રત્યારોપણની રાહ જોવાની છે. એકલા યુનાઇટેડ સ્ટેટ્સમાં, અંગ પ્રત્યારોપણની યાદીમાં 100,000 થી વધુ દર્દીઓ દાતા અંગો ઉપલબ્ધ થવાની રાહ જોઈ રહ્યા છે. દાતાઓની સૂચિમાંના દર્દીઓ યોગ્ય અંગ ઉપલબ્ધ થવા માટે દિવસો, અઠવાડિયા, મહિનાઓ અથવા વર્ષો સુધી રાહ જોઈ શકે છે. કેટલાક સામાન્ય અંગ પ્રત્યારોપણ માટે સરેરાશ રાહ જોવાનો સમય નીચે મુજબ છેઃ હૃદય અથવા ફેફસાં માટે ચાર મહિના, યકૃત માટે અગિયાર મહિના, સ્વાદુપિંડ માટે બે વર્ષ અને કિડની માટે પાંચ વર્ષ. 1990ના દાયકાથી આ નોંધપાત્ર વધારો છે, જ્યારે દર્દી હૃદય માટે પાંચ અઠવાડિયા જેટલી રાહ જોઈ શકતો હતો. આ વ્યાપક રાહ જોવાનો સમય અંગોની અછત તેમજ પ્રાપ્તકર્તા માટે યોગ્ય અંગ શોધવાની જરૂરિયાતને કારણે છે. રક્તના પ્રકાર, દાતા અને પ્રાપ્તકર્તા વચ્ચેના તુલનાત્મક શરીરના કદ, દર્દીની તબીબી સ્થિતિની તીવ્રતા, દર્દી અંગની રાહ જોતો સમય, દર્દીની ઉપલબ્ધતા (એટલે કે. દર્દીનો સંપર્ક કરવાની ક્ષમતા, જો દર્દીને ચેપ હોય તો), દાતા સાથે દર્દીની નિકટતા, અને દાતા અંગની સદ્ધરતા સમય. યુનાઇટેડ સ્ટેટ્સમાં, દરરોજ 20 લોકો અંગોની રાહ જોતા મૃત્યુ પામે છે. 3ડી અંગ છાપકામમાં આ બંને સમસ્યાઓને દૂર કરવાની ક્ષમતા છે; જો જરૂર પડે તેટલી વહેલી તકે અંગો છાપી શકાય, તો કોઈ અછત રહેશે નહીં. વધુમાં, દર્દીના પોતાના કોષો સાથે મુદ્રિત અંગોને સીડિંગ કરવાથી સુસંગતતા માટે દાતા અંગોની તપાસ કરવાની જરૂરિયાત દૂર થશે. ફિઝિશિયન અને સર્જીકલ તાલીમ 3ડી પ્રિન્ટિંગનો સર્જીકલ ઉપયોગ પ્રિન્ટિંગ સર્જીકલ ઇન્સ્ટ્રુમેન્ટેશનથી લઈને કુલ સંયુક્ત ફેરબદલ, ડેન્ટલ ઇમ્પ્લાન્ટ અને શ્રવણ સાધનો માટે દર્દી-વિશિષ્ટ તકનીકોના વિકાસ સુધી વિકસિત થયો છે. અંગ મુદ્રણના ક્ષેત્રમાં, દર્દીઓ અને સર્જનો માટે અરજીઓ લાગુ કરી શકાય છે. દાખલા તરીકે, શરીર રચનાશાસ્ત્રને વધુ સારી રીતે સમજવા અને દર્દીઓ સાથે સારવારની પદ્ધતિ અંગે ચર્ચા કરવા માટે મુદ્રિત અંગોનો ઉપયોગ માળખા અને ઈજાના નમૂના બનાવવા માટે કરવામાં આવે છે. આ કિસ્સાઓમાં, અંગની કાર્યક્ષમતા જરૂરી નથી અને તેનો ઉપયોગ પ્રૂફ-ઓફ-કન્સેપ્ટ માટે થાય છે. આ નમૂના અંગો શસ્ત્રક્રિયાની તકનીકોમાં સુધારો કરવા, બિનઅનુભવી સર્જનોને તાલીમ આપવા અને દર્દી-વિશિષ્ટ સારવાર તરફ આગળ વધવા માટે પ્રગતિ પ્રદાન કરે છે. ફાર્માસ્યુટિકલ સંશોધન 3ડી અંગ પ્રિન્ટિંગ ટેકનોલોજી ઝડપી અને ખર્ચ-અસરકારક રીતે મહાન પ્રજનનક્ષમતા સાથે ઉચ્ચ સ્તરની જટિલતાના નિર્માણને મંજૂરી આપે છે. 3 ડી પ્રિન્ટિંગનો ઉપયોગ ફાર્માસ્યુટિકલ સંશોધન અને બનાવટમાં કરવામાં આવે છે, જે ટીપાંના કદ અને માત્રાના ચોક્કસ નિયંત્રણ, વ્યક્તિગત દવા અને જટિલ દવા-પ્રકાશન રૂપરેખાઓના ઉત્પાદનને મંજૂરી આપતી પરિવર્તનકારી પ્રણાલી પ્રદાન કરે છે. આ ટેકનોલોજી ઇમ્પ્લાન્ટેબલ ડ્રગ ડિલિવરી ઉપકરણોની માંગ કરે છે, જેમાં દવાને 3D પ્રિન્ટેડ અંગમાં ઇન્જેક્ટ કરવામાં આવે છે અને એકવાર વિવોમાં મુક્ત કરવામાં આવે છે. ઉપરાંત, અંગ છાપકામનો ઉપયોગ ઈન વિટ્રો પરીક્ષણ માટે પરિવર્તનકારી સાધન તરીકે કરવામાં આવ્યો છે. મુદ્રિત અંગનો ઉપયોગ દવા-પ્રકાશન પરિબળો પર શોધ અને માત્રા સંશોધનમાં થઈ શકે છે. ઑર્ગન-ઓન-એ-ચિપ ઑર્ગન પ્રિન્ટિંગ ટેકનોલોજીને માઇક્રોફ્લુઇડિક ટેકનોલોજી સાથે જોડી શકાય છે જેથી ઑર્ગન-ઓન-ચિપ વિકસાવી શકાય. આ અંગો-ઓન-ચીપ્સમાં રોગના નમૂનાઓ માટે ઉપયોગમાં લેવાની ક્ષમતા છે, જે દવાની શોધમાં મદદ કરે છે અને ઉચ્ચ-થ્રુપુટ પરીક્ષણો કરે છે. ઓર્ગન-ઓન-ચિપ્સ 3D મોડેલ પ્રદાન કરીને કામ કરે છે જે કુદરતી બાહ્યકોષીય મેટ્રિક્સનું અનુકરણ કરે છે, જેનાથી તેઓ દવાઓ પ્રત્યે વાસ્તવિક પ્રતિક્રિયાઓ પ્રદર્શિત કરી શકે છે. અત્યાર સુધી, સંશોધન લિવર-ઓન-એ-ચિપ અને હાર્ટ-ઓન-એ-ચિપ વિકસાવવા પર કેન્દ્રિત રહ્યું છે, પરંતુ સમગ્ર બોડી-ઓન-એ-ચિપ મોડેલ વિકસાવવાની સંભાવના અસ્તિત્વમાં છે. 3ડી પ્રિન્ટેડ અંગોને જોડીને, સંશોધકો બોડી-ઓન-એ-ચિપ બનાવવા માટે સક્ષમ છે. હાર્ટ-ઓન-એ-ચિપ મોડેલનો ઉપયોગ હૃદયના ધબકારા આધારિત નકારાત્મક આડઅસરો ધરાવતી ઘણી દવાઓ, જેમ કે કેમોથેરાપ્યુટિક દવા ડોક્સોરોબિસિન વ્યક્તિગત ધોરણે લોકોને કેવી રીતે અસર કરી શકે છે તેની તપાસ કરવા માટે પહેલેથી જ કરવામાં આવ્યો છે. નવા બોડી-ઓન-એ-ચિપ પ્લેટફોર્મમાં યકૃત, હૃદય, ફેફસાં અને કિન્ડી-ઓન-એ-ચિપનો સમાવેશ થાય છે. અંગો-ઓન-એ-ચિપ અલગથી છાપવામાં આવે છે અથવા બાંધવામાં આવે છે અને પછી એકસાથે સંકલિત થાય છે. આ મંચનો ઉપયોગ કરીને દવાના ઝેરીકરણનો અભ્યાસ ઉચ્ચ થ્રુપુટમાં કરવામાં આવે છે, જે ખર્ચ ઘટાડે છે અને દવા-શોધ પાઇપલાઇનમાં કાર્યક્ષમતામાં વધારો કરે છે. ઉત્પાદન બનાવવાના એકંદર ધ્યેય માટે વિવિધ ઉદ્યોગોમાં કાનૂની અને સલામતી 3D-પ્રિન્ટિંગ તકનીકોનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે. બીજી બાજુ, અંગ છાપકામ એ એક નવીન ઉદ્યોગ છે જે અંગ પ્રત્યારોપણ માટે ઉપચારાત્મક કાર્યક્રમો વિકસાવવા માટે જૈવિક ઘટકોનો ઉપયોગ કરે છે. આ ક્ષેત્રમાં વધતા રસને કારણે, નિયમન અને નૈતિક વિચારણાઓ સ્થાપિત કરવાની સખત જરૂર છે. ખાસ કરીને, આ સારવાર પદ્ધતિ માટે પૂર્વ-ક્લિનિકલથી લઈને ક્લિનિકલ અનુવાદ સુધીની કાનૂની ગૂંચવણો હોઈ શકે છે. નિયમન અંગ મેળ માટેનું વર્તમાન અમેરિકન નિયમન 1984માં રાષ્ટ્રીય અંગ પ્રત્યારોપણ કાયદો પસાર થયા પછી અંગ દાતાઓની રાષ્ટ્રીય નોંધણી પર કેન્દ્રિત છે. આ કાયદો સમાન અને પ્રામાણિક વિતરણ સુનિશ્ચિત કરવા માટે લાગુ કરવામાં આવ્યો હતો, જો કે અંગ પ્રત્યારોપણની મોટી માંગને કારણે તે અપૂરતો સાબિત થયો છે. અંગોનું છાપકામ દર્દી-વિશિષ્ટ અંગોના સ્થાનાંતરણને છાપીને પુરવઠા અને માંગ વચ્ચેના અસંતુલનને ઘટાડવામાં મદદ કરી શકે છે, જે તમામ નિયમન વિના અશક્ય છે. ફૂડ એન્ડ ડ્રગ એડમિનિસ્ટ્રેશન (એફડીએ) યુનાઇટેડ સ્ટેટ્સમાં જીવવિજ્ઞાન, ઉપકરણો અને દવાઓના નિયમન માટે જવાબદાર છે. આ ઉપચારાત્મક અભિગમની જટિલતાને કારણે, વર્ણપટ પર અંગ છાપવાનું સ્થાન સમજી શકાયું નથી. અભ્યાસોએ મુદ્રિત અંગોને બહુ-કાર્યાત્મક સંયોજન ઉત્પાદનો તરીકે દર્શાવ્યા છે, જેનો અર્થ છે કે તેઓ એફડીએના જીવવિજ્ઞાન અને ઉપકરણોના ક્ષેત્રો વચ્ચે આવે છે; આ સમીક્ષા અને મંજૂરી માટે વધુ વ્યાપક પ્રક્રિયાઓ તરફ દોરી જાય છે. 2016 માં, એફડીએએ એડિટિવ મેન્યુફેક્ચર્ડ ડિવાઇસીસ માટે ટેકનિકલ વિચારણાઓ પર ડ્રાફ્ટ માર્ગદર્શન જારી કર્યું હતું અને હાલમાં 3 ડી પ્રિન્ટેડ ડિવાઇસીસ માટે નવી સબમિશનનું મૂલ્યાંકન કરી રહ્યું છે. જો કે, એફડીએ તેને સીધા મુખ્ય પ્રવાહમાં લાવવા માટે ટેકનોલોજી પોતે પૂરતી અદ્યતન નથી. હાલમાં, વ્યક્તિગત સારવારના અભિગમો માટે તકનીકીને પ્રમાણિત કરવા માટે તૈયાર ઉત્પાદનોને બદલે 3D પ્રિન્ટરો સલામતી અને અસરકારકતા મૂલ્યાંકનમાં મુખ્ય ધ્યાન કેન્દ્રિત કરે છે. વૈશ્વિક દ્રષ્ટિકોણથી, માત્ર દક્ષિણ કોરિયા અને જાપાનના તબીબી ઉપકરણ નિયમન વહીવટીતંત્રોએ માર્ગદર્શિકા પ્રદાન કરી છે જે 3D બાયો-પ્રિન્ટિંગને લાગુ પડે છે. બૌદ્ધિક સંપદા અને માલિકીની પણ ચિંતા છે. ચાંચિયાગીરી, ઉત્પાદન માટે ગુણવત્તા નિયંત્રણ અને કાળા બજાર પર અનધિકૃત ઉપયોગ જેવી વધુ પરિણામી બાબતો પર આની મોટી અસર થઈ શકે છે. આ વિચારણાઓ સામગ્રી અને બનાવટ પ્રક્રિયાઓ પર વધુ ધ્યાન કેન્દ્રિત કરે છે; તેઓ 3 ડી પ્રિન્ટિંગના કાયદાકીય પાસાઓ પેટા વિભાગમાં વધુ વ્યાપક રીતે સમજાવવામાં આવ્યા છે. નૈતિક દ્રષ્ટિકોણથી, અંગ મુદ્રણ તકનીકોની ઉપલબ્ધતા, કોષ સ્ત્રોતો અને જાહેર અપેક્ષાઓના સંદર્ભમાં ચિંતાઓ છે. જો કે આ અભિગમ પરંપરાગત શસ્ત્રક્રિયાના પ્રત્યારોપણ કરતાં ઓછો ખર્ચાળ હોઈ શકે છે, તેમ છતાં આ 3D મુદ્રિત અંગોની સામાજિક ઉપલબ્ધતા અંગે શંકા છે. સમકાલીન સંશોધનમાં જાણવા મળ્યું છે કે સમૃદ્ધ વસ્તી માટે આ ઉપચારની પહોંચ મેળવવા માટે સંભવિત સામાજિક સ્તરીકરણ છે જ્યારે સામાન્ય વસ્તી અંગ નોંધણી પર રહે છે. અગાઉ ઉલ્લેખિત કોષ સ્રોતોને પણ ધ્યાનમાં લેવાની જરૂર છે. અંગ છાપકામ પ્રાણીઓના અભ્યાસો અને પરીક્ષણોને ઘટાડી અથવા દૂર કરી શકે છે, પરંતુ સ્વાયત્ત અને એલોજેનિક સ્રોતોની નૈતિક અસરો પર પણ પ્રશ્નો ઉભા કરે છે. વધુ ખાસ રીતે, અભ્યાસોએ પ્રાયોગિક પરીક્ષણમાંથી પસાર થતા મનુષ્યો માટે ભવિષ્યના જોખમોની તપાસ કરવાનું શરૂ કર્યું છે. સામાન્ય રીતે, આ એપ્લિકેશન સામાજિક, સાંસ્કૃતિક અને ધાર્મિક મતભેદોને જન્મ આપી શકે છે, જે તેને વિશ્વવ્યાપી એકીકરણ અને નિયમન માટે વધુ મુશ્કેલ બનાવે છે. એકંદરે, અંગ છાપકામની નૈતિક વિચારણાઓ બાયોપ્રિન્ટિંગની સામાન્ય નૈતિકતા જેવી જ હોય છે, પરંતુ તે પેશીઓથી અંગ સુધી વિસ્તૃત રીતે ફેલાયેલી હોય છે. એકંદરે, અંગ મુદ્રણ ટૂંકા અને લાંબા ગાળાના કાનૂની અને નૈતિક પરિણામો ધરાવે છે જેને મુખ્ય પ્રવાહનું ઉત્પાદન શક્ય બને તે પહેલાં ધ્યાનમાં લેવાની જરૂર છે. તબીબી કાર્યક્રમો માટે ઇમ્પેક્ટ ઓર્ગન પ્રિન્ટિંગ હજુ પણ વિકાસના તબક્કામાં છે. આમ, અંગ છાપકામની લાંબા ગાળાની અસરો હજુ નક્કી કરવાની બાકી છે. સંશોધકોને આશા છે કે અંગ છાપવાથી અંગ પ્રત્યારોપણની અછતમાં ઘટાડો થઈ શકે છે. હાલમાં યકૃત, કિડની અને ફેફસાં સહિત ઉપલબ્ધ અંગોની અછત છે. જીવનરક્ષક અંગો મેળવવા માટે લાંબો રાહ જોવાનો સમય એ યુનાઇટેડ સ્ટેટ્સમાં મૃત્યુના અગ્રણી કારણોમાંનું એક છે, જેમાં યુનાઇટેડ સ્ટેટ્સમાં દર વર્ષે લગભગ એક તૃતીયાંશ મૃત્યુ થાય છે જેને અંગ પ્રત્યારોપણ દ્વારા વિલંબિત અથવા અટકાવી શકાય છે. હાલમાં એકમાત્ર અંગ કે જેને 3D બાયોપ્રિન્ટ કરવામાં આવ્યું છે અને માનવમાં સફળતાપૂર્વક ટ્રાન્સપ્લાન્ટ કરવામાં આવ્યું છે તે મૂત્રાશય છે. મૂત્રાશયની રચના યજમાનની મૂત્રાશયની પેશીઓમાંથી કરવામાં આવી હતી. સંશોધકોએ સૂચવ્યું છે કે 3D મુદ્રિત અંગોની સંભવિત હકારાત્મક અસર એ પ્રાપ્તકર્તા માટે અંગોને કસ્ટમાઇઝ કરવાની ક્ષમતા છે. અંગ પ્રાપ્તકર્તાના યજમાન કોષોને અંગોના સંશ્લેષણ માટે ઉપયોગમાં લેવા માટે સક્ષમ બનાવતા વિકાસ અંગ અસ્વીકારનું જોખમ ઘટાડે છે. અંગો છાપવાની ક્ષમતાએ પ્રાણી પરીક્ષણની માંગમાં ઘટાડો કર્યો છે. પશુ પરીક્ષણનો ઉપયોગ મેકઅપથી લઈને તબીબી ઉપકરણો સુધીના ઉત્પાદનોની સલામતી નક્કી કરવા માટે થાય છે. કોસ્મેટિક કંપનીઓ પહેલેથી જ ત્વચા પર નવા ઉત્પાદનોનું પરીક્ષણ કરવા માટે નાના પેશીઓના નમૂનાઓનો ઉપયોગ કરી રહી છે. ત્વચાને 3ડી પ્રિન્ટ કરવાની ક્ષમતા મેકઅપ પરીક્ષણ માટે પ્રાણી પરીક્ષણોની જરૂરિયાતને ઘટાડે છે. વધુમાં, નવી દવાઓની સલામતી અને અસરકારકતા ચકાસવા માટે માનવ અંગોના નમૂનાઓ છાપવાની ક્ષમતા પ્રાણી પરીક્ષણોની જરૂરિયાતને વધુ ઘટાડે છે. હાર્વર્ડ યુનિવર્સિટીના સંશોધકોએ નક્કી કર્યું હતું કે ફેફસાના નાના પેશીઓના નમૂનાઓ પર દવાની સલામતીનું સચોટ પરીક્ષણ કરી શકાય છે. ઓર્ગેનોવો કંપની, જેણે 2009 માં પ્રારંભિક વ્યાપારી બાયોપ્રિન્ટર્સમાંથી એકની રચના કરી હતી, તેણે દર્શાવ્યું છે કે બાયોડિગ્રેડેબલ 3D ટીશ્યુ મોડેલ્સનો ઉપયોગ કેન્સરની સારવાર સહિત નવી દવાઓના સંશોધન અને વિકાસ માટે થઈ શકે છે. અંગ છાપકામની વધારાની અસરમાં ઝડપથી પેશીઓના નમૂના બનાવવાની ક્ષમતાનો સમાવેશ થાય છે, તેથી ઉત્પાદકતામાં વધારો થાય છે. પડકારો 3ડી પ્રિન્ટિંગ અંગોનો એક પડકાર એ છે કે અંગોને જીવંત રાખવા માટે જરૂરી વાસ્કુલેચરને ફરીથી બનાવવું. પોષક તત્ત્વો, ઓક્સિજન અને કચરાના પરિવહન માટે યોગ્ય વાસ્કુલેચરની રચના કરવી જરૂરી છે. રક્તવાહિનીઓ, ખાસ કરીને રુધિરકેશિકાઓ, નાના વ્યાસને કારણે મુશ્કેલ હોય છે. રાઇસ યુનિવર્સિટી ખાતે આ ક્ષેત્રમાં પ્રગતિ થઈ છે, જ્યાં સંશોધકોએ બાયોકોમ્પેટિબલ હાઇડ્રોજેલ્સમાં વાહિનીઓ બનાવવા માટે 3D પ્રિન્ટરની રચના કરી છે અને ફેફસાંનું એક મોડેલ તૈયાર કર્યું છે જે લોહીને ઓક્સિજનયુક્ત કરી શકે છે. જો કે, આ તકનીકની સાથે અંગોની અન્ય સૂક્ષ્મ વિગતોની પ્રતિકૃતિ બનાવવાનો પડકાર છે. વાયુમાર્ગ, રક્તવાહિનીઓ અને પિત્ત નળીઓ અને અવયવોની જટિલ ભૂમિતિના ગૂંચવાયેલા નેટવર્કની નકલ કરવી મુશ્કેલ છે. અંગ મુદ્રણ ક્ષેત્રમાં જે પડકારોનો સામનો કરવો પડે છે તે મલ્ટીવેસ્ક્યુલરાઇઝેશન અને મુશ્કેલ ભૂમિતિઓના મુદ્દાઓને ઉકેલવા માટે તકનીકોના સંશોધન અને વિકાસથી આગળ વધે છે. અંગ છાપકામ વ્યાપકપણે ઉપલબ્ધ થઈ શકે તે પહેલાં, ટકાઉ કોષ સ્રોતો માટેનો સ્રોત શોધવો આવશ્યક છે અને મોટા પાયે ઉત્પાદન પ્રક્રિયાઓ વિકસાવવાની જરૂર છે. વધારાના પડકારોમાં કૃત્રિમ અંગોની લાંબા ગાળાની સદ્ધરતા અને જૈવિક સુસંગતતા ચકાસવા માટે ક્લિનિકલ ટ્રાયલ્સની રચના કરવાનો સમાવેશ થાય છે. જ્યારે અંગ મુદ્રણના ક્ષેત્રમાં ઘણા વિકાસ થયા છે, ત્યારે વધુ સંશોધન હાથ ધરવું આવશ્યક છે. સંદર્ભો પેશી ઇજનેરી 3D પ્રિન્ટિંગ