3D bioprinting
त्रि-आयामी (3डी) बायोप्रिंटिंग बायोमेडिकल भागों को बनाने के लिए कोशिकाओं, विकास कारकों और/या जैव सामग्री को संयोजित करने के लिए 3डी प्रिंटिंग जैसी तकनीकों का उपयोग है, जिसका उद्देश्य अक्सर प्राकृतिक ऊतक विशेषताओं का अनुकरण करना होता है। 3डी बायोप्रिंटिंग का उपयोग अपशिष्ट जल उपचार, पर्यावरण उपचार और क्षरण रोकथाम जैसे क्षेत्रों में भी किया जाता है। 3डी बायोप्रिंटिंग कार्यात्मक बायोफिल्म का उत्पादन कर सकती है जो विभिन्न स्थितियों में सहायता कर सकती है। 3डी बायोप्रिंटेड बायोफिल्म कार्यात्मक सूक्ष्मजीवों की मेजबानी करते हैं जो उदाहरण के लिए प्रदूषक हटाने की सुविधा प्रदान कर सकते हैं। आम तौर पर, 3डी बायोप्रिंटिंग ऊतक जैसी संरचनाओं को बनाने के लिए बायो-इंक के रूप में जानी जाने वाली सामग्री को जमा करने के लिए एक परत-दर-परत विधि का उपयोग कर सकती है जो बाद में विभिन्न चिकित्सा और ऊतक इंजीनियरिंग क्षेत्रों में उपयोग की जाती हैं। 3डी बायोप्रिंटिंग में बायोप्रिंटिंग तकनीकों और बायोमटेरियल्स की एक विस्तृत श्रृंखला शामिल है। वर्तमान में, शोध दवाओं और संभावित उपचारों में मदद करने के लिए ऊतक और अंग मॉडल को छापने के लिए बायोप्रिंटिंग का उपयोग किया जा सकता है। फिर भी, कार्यात्मक अंगों को बनाने के लिए आवश्यक जटिलता और कोशिका संख्या के कारण नैदानिक अनुप्रयोग में बायोप्रिंटेड जीवित कोशिकीय संरचनाओं के अनुवाद को कई मुद्दों का सामना करना पड़ता है। हालांकि, वांछित ऊतक का उत्पादन करने के लिए परत दर परत जमा किए गए हाइड्रोजेल के साथ कोशिकाओं को मिलाने के लिए बाह्य कोशिकीय मैट्रिक्स के बायोप्रिंटिंग से लेकर नवाचार फैले हुए हैं। इसके अलावा, 3डी बायोप्रिंटिंग ने मचान की छपाई को शामिल करना शुरू कर दिया है जिसका उपयोग जोड़ों और स्नायुबंधन को पुनर्जीवित करने के लिए किया जा सकता है। प्रक्रिया 3डी बायोप्रिंटिंग आम तौर पर तीन चरणों का पालन करती हैः प्री-बायोप्रिंटिंग, बायोप्रिंटिंग और पोस्ट-बायोप्रिंटिंग। प्री-बायोप्रिंटिंग प्री-बायोप्रिंटिंग एक मॉडल बनाने की प्रक्रिया है जिसे प्रिंटर बाद में बनाएगा और उन सामग्रियों का चयन करेगा जिनका उपयोग किया जाएगा। अंग की बायोप्सी प्राप्त करना पहले चरणों में से एक है। बायोप्रिंटिंग के लिए उपयोग की जाने वाली सामान्य तकनीकों में कंप्यूटेड टोमोग्राफी (सीटी) और मैग्नेटिक रेजोनेंस इमेजिंग (एमआरआई) शामिल हैं। परत-दर-परत दृष्टिकोण के साथ प्रिंट करने के लिए, छवियों पर टोमोग्राफिक पुनर्निर्माण किया जाता है। अब-2डी छवियों को बनाने के लिए प्रिंटर को भेजा जाता है। एक बार छवि बनने के बाद, कुछ कोशिकाओं को अलग किया जाता है और गुणा किया जाता है। इन कोशिकाओं को फिर एक विशेष तरलीकृत सामग्री के साथ मिलाया जाता है जो उन्हें जीवित रखने के लिए ऑक्सीजन और अन्य पोषक तत्व प्रदान करता है। कुछ प्रक्रियाओं में, कोशिकाओं को सेलुलर स्फेरॉइड में 500 माइक्रोन व्यास में घेर लिया जाता है। कोशिकाओं के इस एकत्रीकरण के लिए मचान की आवश्यकता नहीं होती है, और एक्सट्रूज़न जैसी प्रक्रियाओं के लिए ट्यूबलर जैसे ऊतक संलयन में रखने के लिए आवश्यक है। बायोप्रिंटिंग दूसरे चरण में, कोशिकाओं, मैट्रिक्स और पोषक तत्वों के तरल मिश्रण जिन्हें बायोइंक के रूप में जाना जाता है, को एक प्रिंटर कार्ट्रिज में रखा जाता है और रोगियों के चिकित्सा स्कैन का उपयोग करके जमा किया जाता है। जब एक बायोप्रिंटेड पूर्व-ऊतक को एक ऊष्मायनक में स्थानांतरित किया जाता है, तो यह कोशिका-आधारित पूर्व-ऊतक एक ऊतक में परिपक्व हो जाता है। जैविक संरचनाओं के निर्माण के लिए 3डी बायोप्रिंटिंग में आमतौर पर ऊतक जैसी त्रि-आयामी संरचनाओं को उत्पन्न करने के लिए एक क्रमिक परत-दर-परत दृष्टिकोण का उपयोग करके एक जैव-संगत मचान पर कोशिकाओं को वितरित करना शामिल है। 3डी बायोप्रिंटिंग द्वारा बनाए गए यकृत और गुर्दे जैसे कृत्रिम अंगों में महत्वपूर्ण तत्वों की कमी देखी गई है जो शरीर को प्रभावित करते हैं जैसे कि काम करने वाली रक्त वाहिकाएं, मूत्र एकत्र करने के लिए नलिकाएं, और इन अंगों के लिए आवश्यक अरबों कोशिकाओं का विकास। इन घटकों के बिना शरीर के पास आवश्यक पोषक तत्वों और ऑक्सीजन को उनके अंदरूनी हिस्सों में गहराई से प्राप्त करने का कोई तरीका नहीं है। यह देखते हुए कि शरीर में प्रत्येक ऊतक स्वाभाविक रूप से विभिन्न प्रकार की कोशिकाओं से बना होता है, इन कोशिकाओं को छापने के लिए कई तकनीकें निर्माण प्रक्रिया के दौरान कोशिकाओं की स्थिरता और व्यवहार्यता सुनिश्चित करने की उनकी क्षमता में भिन्न होती हैं। कोशिकाओं के 3डी बायोप्रिंटिंग के लिए उपयोग की जाने वाली कुछ विधियों में फोटोलिथोग्राफी, मैग्नेटिक 3डी बायोप्रिंटिंग, स्टीरियोलिथोग्राफी और डायरेक्ट सेल एक्सट्रूज़न शामिल हैं। पोस्ट-बायोप्रिंटिंग जैविक सामग्री से एक स्थिर संरचना बनाने के लिए पोस्ट-बायोप्रिंटिंग प्रक्रिया आवश्यक है। यदि इस प्रक्रिया को अच्छी तरह से बनाए नहीं रखा जाता है, तो 3 डी मुद्रित वस्तु की यांत्रिक अखंडता और कार्य जोखिम में है। वस्तु को बनाए रखने के लिए, यांत्रिक और रासायनिक दोनों उत्तेजनाओं की आवश्यकता होती है। ये उत्तेजनाएँ ऊतकों के पुनर्निर्माण और विकास को नियंत्रित करने के लिए कोशिकाओं को संकेत भेजती हैं। इसके अलावा, हाल के विकास में, बायोरिएक्टर प्रौद्योगिकियों ने ऊतकों की तेजी से परिपक्वता, ऊतकों के संवहनीकरण और प्रत्यारोपण से बचने की क्षमता की अनुमति दी है। बायोरिएक्टर या तो संवहनी पोषक तत्व परिवहन प्रदान करने, सूक्ष्म गुरुत्वाकर्षण वातावरण बनाने, कोशिकाओं के माध्यम से प्रवाहित होने वाले समाधान के दबाव को बदलने, या गतिशील या स्थिर लोडिंग के लिए संपीड़न जोड़ने में काम करते हैं। प्रत्येक प्रकार का बायोरिएक्टर विभिन्न प्रकार के ऊतकों के लिए आदर्श है, उदाहरण के लिए संपीड़न बायोरिएक्टर उपास्थि ऊतक के लिए आदर्श हैं। बायोप्रिंटिंग दृष्टिकोण इस क्षेत्र के शोधकर्ताओं ने उपयुक्त जैविक और यांत्रिक गुणों के साथ बनाए गए जीवित अंगों के उत्पादन के लिए दृष्टिकोण विकसित किए हैं। 3डी बायोप्रिंटिंग तीन मुख्य दृष्टिकोणों पर आधारित हैः बायोमिमिक्री, स्वायत्त स्व-संयोजन और लघु-ऊतक निर्माण खंड। बायोमिमिक्री बायोप्रिंटिंग के पहले दृष्टिकोण को बायोमिमिक्री कहा जाता है। इस दृष्टिकोण का मुख्य लक्ष्य मानव शरीर में ऊतकों और अंगों में पाई जाने वाली प्राकृतिक संरचना के समान मनगढ़ंत संरचनाओं का निर्माण करना है। बायोमिमिक्री के लिए अंगों और ऊतकों के आकार, ढांचे और सूक्ष्म वातावरण के दोहराव की आवश्यकता होती है। बायोप्रिंटिंग में बायोमिमिक्री के अनुप्रयोग में अंगों के समान कोशिकीय और बाह्य कोशिकीय दोनों भागों का निर्माण शामिल है। इस दृष्टिकोण को सफल बनाने के लिए, ऊतकों को सूक्ष्म पैमाने पर दोहराया जाना चाहिए। इसलिए, सूक्ष्म पर्यावरण, इस सूक्ष्म वातावरण में जैविक बलों की प्रकृति, कार्यात्मक और सहायक कोशिका प्रकारों के सटीक संगठन, घुलनशीलता कारकों और बाह्य कोशिकीय मैट्रिक्स की संरचना को समझना आवश्यक है। स्वायत्त स्व-संयोजन बायोप्रिंटिंग का दूसरा तरीका स्वायत्त स्व-संयोजन है। यह दृष्टिकोण रुचि के ऊतकों को दोहराने के लिए एक मॉडल के रूप में भ्रूण अंग विकास की भौतिक प्रक्रिया पर निर्भर करता है। जब कोशिकाएं अपने प्रारंभिक विकास में होती हैं, तो वे आवश्यक जैविक कार्यों और सूक्ष्म-वास्तुकला प्रदान करने के लिए अपना स्वयं का बाह्य कोशिकीय मैट्रिक्स निर्माण खंड, उचित कोशिका संकेत, और स्वतंत्र व्यवस्था और पैटर्न बनाते हैं। स्वायत्त स्व-संयोजन भ्रूण के ऊतकों और अंगों की विकासात्मक तकनीकों के बारे में विशिष्ट जानकारी की मांग करता है। एक "मचान-मुक्त" मॉडल है जो स्व-इकट्ठा स्फेरॉइड्स का उपयोग करता है जो विकसित ऊतकों के समान संलयन और कोशिका व्यवस्था के अधीन है। स्वायत्त स्व-संयोजन ऊतकजनन के मौलिक चालक के रूप में कोशिका पर निर्भर करता है, जो इन ऊतकों के निर्माण खंडों, संरचनात्मक और कार्यात्मक गुणों का मार्गदर्शन करता है। यह इस बात की गहरी समझ की मांग करता है कि भ्रूण ऊतक तंत्र कैसे विकसित होते हैं और साथ ही बायोप्रिंटेड ऊतकों को बनाने के लिए सूक्ष्म वातावरण कैसे विकसित होता है। मिनी-टिश्यू बायोप्रिंटिंग का तीसरा दृष्टिकोण बायोमिमिक्री और सेल्फ-असेंबली दोनों दृष्टिकोणों का एक संयोजन है, जिसे मिनी टिश्यू कहा जाता है। अंग और ऊतक बहुत छोटे कार्यात्मक घटकों से बने होते हैं। लघु-ऊतक दृष्टिकोण इन छोटे टुकड़ों को लेता है और उन्हें बड़े ढांचे में व्यवस्थित करता है। बायोप्रिंटरों का वर्गीकरण अकिन से लेकर साधारण स्याही प्रिंटरों तक, बायोप्रिंटरों के तीन प्रमुख घटक होते हैं। ये उपयोग किए जाने वाले हार्डवेयर, बायो-स्याही का प्रकार और उस पर मुद्रित सामग्री (बायोमटेरियल्स) हैं। बायो-स्याही जीवित कोशिकाओं से बनी एक सामग्री है जो एक तरल की तरह व्यवहार करती है, जिससे लोग वांछित आकार बनाने के लिए इसे 'प्रिंट' कर सकते हैं। बायो-स्याही बनाने के लिए, वैज्ञानिक कोशिकाओं का एक घोल बनाते हैं जिन्हें एक कार्ट्रिज में लोड किया जा सकता है और एक विशेष रूप से डिज़ाइन किए गए प्रिंटर में डाला जा सकता है, साथ ही एक अन्य कार्ट्रिज जिसमें एक जेल होता है जिसे बायो-पेपर के रूप में जाना जाता है। बायोप्रिंटिंग में, तीन प्रमुख प्रकार के प्रिंटर का उपयोग किया गया है। ये इंकजेट, लेजर-सहायता प्राप्त और एक्सट्रूज़न प्रिंटर हैं। इंकजेट प्रिंटर का उपयोग मुख्य रूप से तेज और बड़े पैमाने के उत्पादों के लिए बायोप्रिंटिंग में किया जाता है। एक प्रकार का इंकजेट प्रिंटर, जिसे ड्रॉप-ऑन-डिमांड इंकजेट प्रिंटर कहा जाता है, सटीक मात्रा में सामग्री छापता है, जिससे लागत और अपव्यय कम होता है। लेजर का उपयोग करने वाले प्रिंटर उच्च-रिज़ॉल्यूशन मुद्रण प्रदान करते हैं; हालाँकि, ये प्रिंटर अक्सर महंगे होते हैं। एक्सट्रूज़न प्रिंटर कोशिकाओं को परत-दर-परत प्रिंट करते हैं, ठीक 3 डी प्रिंटिंग की तरह 3 डी निर्माण बनाने के लिए। केवल कोशिकाओं के अलावा, एक्सट्रूज़न प्रिंटर कोशिकाओं से भरे हाइड्रोजेल का भी उपयोग कर सकते हैं। एक्सट्रूज़न-आधारित मुद्रण एक्सट्रूज़न-आधारित मुद्रण 3डी मुद्रण के क्षेत्र में एक बहुत ही सामान्य तकनीक है जिसमें एक प्रकार के छिद्र, अक्सर एक नोजल या सिरिंज के माध्यम से पिघली हुई ठोस सामग्री या चिपचिपा तरल की निरंतर धारा को बाहर निकालना या मजबूर करना शामिल है। जब एक्सट्रूज़न आधारित बायोप्रिंटिंग की बात आती है, तो चार मुख्य प्रकार के एक्सट्रूज़न होते हैं। ये वायवीय चालित, पिस्टन संचालित, पेंच संचालित और विलक्षण पेंच संचालित (जिसे प्रगतिशील गुहा पंप के रूप में भी जाना जाता है) हैं। प्रत्येक एक्सट्रूज़न विधि के अपने फायदे और नुकसान हैं। वायवीय निष्कर्षण एक जमा करने वाले एजेंट के माध्यम से तरल बायोइंक को मजबूर करने के लिए दबाव वाली हवा का उपयोग करता है। बायोइंक को स्थानांतरित करने के लिए उपयोग की जाने वाली हवा दूषित पदार्थों से मुक्त होनी चाहिए। एयर फिल्टर का उपयोग आमतौर पर उपयोग करने से पहले हवा को निर्जंतुक करने के लिए किया जाता है। पिस्टन चालित एक्सट्रूज़न एक गाइड स्क्रू से जुड़े पिस्टन का उपयोग करता है। पिस्टन की रैखिक गति नोजल से सामग्री को निचोड़ती है। स्क्रू चालित एक्सट्रूज़न सामग्री को बाहर निकालने के लिए एक ऑगर स्क्रू का उपयोग करता है। घूर्णन गति सामग्री को नोजल से नीचे और बाहर करने के लिए मजबूर करती है। स्क्रू संचालित उपकरण उच्च चिपचिपाहट सामग्री के उपयोग की अनुमति देते हैं और अधिक आयतन नियंत्रण प्रदान करते हैं। एक्सेंट्रिक स्क्रू संचालित प्रणालियाँ एक्सट्रूडर में स्व-सीलिंग कक्षों के कारण कम से उच्च चिपचिपाहट वाली सामग्री के अधिक सटीक निक्षेपण की अनुमति देती हैं। एक बार मुद्रित होने के बाद, कई सामग्रियों को निर्माण के लिए वांछित यांत्रिक गुणों को प्राप्त करने के लिए एक क्रॉसलिंकिंग चरण की आवश्यकता होती है, जिसे उदाहरण के लिए रासायनिक एजेंटों या फोटो-क्रॉसलिंकरों के उपचार के साथ प्राप्त किया जा सकता है। डायरेक्ट एक्सट्रूज़न सबसे आम एक्सट्रूज़न-आधारित बायोप्रिंटिंग तकनीकों में से एक है, जिसमें दबाव बल बायोइंक को नोजल से बाहर निकलने के लिए निर्देशित करता है, और बिना किसी आवश्यक कास्टिंग के सीधे मचान को प्रिंट करता है। इस दृष्टिकोण के लिए बायोइंक स्वयं बहुलक हाइड्रोजेल, प्राकृतिक रूप से प्राप्त सामग्री जैसे कोलेजन और घोल में निलंबित जीवित कोशिकाओं का मिश्रण हो सकता है। इस तरह, स्कैफोल्ड्स को पोस्ट-प्रिंट और सेलुलर सीडिंग के लिए आगे के उपचार की आवश्यकता के बिना संवर्धित किया जा सकता है। प्रत्यक्ष मुद्रण तकनीकों के उपयोग में कुछ ध्यान समाक्षीय नोजल असेंबलियों, या समाक्षीय एक्सट्रूज़न के उपयोग पर आधारित है। समाक्षीय नोजल सेटअप कई सामग्री बायोइंक के एक साथ एक्सट्रूज़न को सक्षम बनाता है, जो एक एकल एक्सट्रूज़न चरण में बहु-स्तरीय मचान बनाने में सक्षम है। ट्यूबलर संरचनाओं के विकास ने पाया है कि इन तकनीकों के माध्यम से प्राप्त स्तरित एक्सट्रूज़न सामग्री लक्षण वर्णन में रेडियल परिवर्तनशीलता के लिए वांछनीय है जो यह प्रदान कर सकता है, क्योंकि समाक्षीय नोजल बायोइंक प्रवाह के लिए एक आंतरिक और बाहरी ट्यूब प्रदान करता है। बायोप्रिंटिंग के लिए अप्रत्यक्ष एक्सट्रूज़न तकनीकों के लिए कोशिका से लदी हाइड्रोजेल की आधार सामग्री के मुद्रण की आवश्यकता होती है, लेकिन प्रत्यक्ष एक्सट्रूज़न के विपरीत एक बलिदान हाइड्रोजेल होता है जिसे थर्मल या रासायनिक निष्कर्षण के माध्यम से मुद्रण के बाद मामूली रूप से हटाया जा सकता है। शेष राल ठोस हो जाता है और वांछित 3डी-मुद्रित निर्माण बन जाता है। लेजर-आधारित मुद्रण लेजर-आधारित बायोप्रिंटिंग को दो प्रमुख वर्गों में विभाजित किया जा सकता हैः वे जो कोशिका हस्तांतरण प्रौद्योगिकियों या फोटो-पॉलीमराइजेशन पर आधारित हैं। सेल ट्रांसफर लेजर प्रिंटिंग में, एक लेजर ऊर्जा-अवशोषित सामग्री के बीच इंटरफेस को उत्तेजित करता है (जैसे। सोना, टाइटेनियम, आदि) और बायोइनक, जिसमें एक बलिदान सामग्री होती है। यह बलिदान 'दाता परत' लेजर के विकिरण के तहत वाष्पित हो जाती है, जिससे बायोइंक परत से एक बुलबुला बनता है जो एक जेट से जमा हो जाता है। फोटो-पॉलिमराइजेशन तकनीकों के बजाय स्याही को मजबूत करने के लिए फोटोइनिशिएटेड प्रतिक्रियाओं का उपयोग करते हैं, एक वांछित निर्माण के गठन को प्रेरित करने के लिए लेजर के बीम पथ को स्थानांतरित करते हैं। फोटोपॉलिमराइजेशन प्रतिक्रियाओं के साथ जोड़ी गई कुछ लेजर आवृत्तियों को सामग्री में कोशिकाओं को नुकसान पहुंचाए बिना किया जा सकता है। अतिरिक्त मुद्रण विधियाँ बूंद-आधारित बायोप्रिंटिंग एक ऐसी तकनीक है जिसमें कोशिकाओं और/या हाइड्रोजेल के बायोइंक मिश्रण को सटीक स्थितियों में बूंदों में रखा जाता है। इस दृष्टिकोण में सबसे आम थर्मल और पीजोइलेक्ट्रिक-ड्रॉप-ऑन-डिमांड तकनीकें हैं। बायोप्रिंटिंग की इस विधि का उपयोग अक्सर फेफड़ों और डिम्बग्रंथि के कैंसर मॉडल के साथ प्रयोगात्मक रूप से किया जाता है। तापीय प्रौद्योगिकियां बायोइंक को गर्म करने के लिए कम अवधि के संकेतों का उपयोग करती हैं, जिससे छोटे बुलबुले बनते हैं जो बाहर निकलते हैं। पीजोइलेक्ट्रिक बायोप्रिंटिंग में पीजोइलेक्ट्रिक एक्चुएटर पर लागू होने के बजाय कम अवधि का करंट होता है, जो नोजल के माध्यम से बायोइंक के एक छोटे ग्लोब्यूल को बाहर निकालने में सक्षम एक यांत्रिक कंपन को प्रेरित करता है। बायोप्रिंटिंग के लिए बूंद-आधारित दृष्टिकोणों के अध्ययन का एक महत्वपूर्ण पहलू नोजल-टिप के पास बायोइंक अनुभव के भीतर यांत्रिक और थर्मल तनाव कोशिकाओं के लिए लेखांकन है क्योंकि वे बाहर निकाले जाते हैं। बायोइंक चयन का महत्व बायोइंक बायोप्रिंटिंग प्रक्रिया के आवश्यक घटक हैं। वे जीवित कोशिकाओं और एंजाइमी पूरकों से बने होते हैं जो एक ऐसे वातावरण का पोषण करते हैं जो मुद्रित ऊतक की जैविक आवश्यकताओं का समर्थन करता है। बायोइंक द्वारा बनाया गया वातावरण कोशिका को अपने वयस्क रूप में संलग्न करने, बढ़ने और अलग करने की अनुमति देता है। सेल-एनकैप्सुअलिंग हाइड्रोजेल का उपयोग एक्सट्रूज़न आधारित बायोप्रिंटिंग विधियों में किया जाता है, जबकि जिलेटिन मेथाक्रिलॉयल-जिलेटिन मेथाक्रिलॉन (जी. एल. एम. ए.) और सेलुलर युक्त बायोइंक का उपयोग अक्सर ऊतक इंजीनियरिंग तकनीकों में किया जाता है जिनके लिए क्रॉस-लिंकेज और सटीक संरचनात्मक अखंडता की आवश्यकता होती है। बायोइंक्स के लिए यह आवश्यक है कि वे बाहरी सेलुलर मैट्रिक्स वातावरण को दोहराने में मदद करें जिसमें कोशिका स्वाभाविक रूप से होती है। अनुप्रयोग प्रत्यारोपण 3डी बायोप्रिंटिंग का उपयोग शरीर के विभिन्न क्षेत्रों से ऊतक के पुनर्निर्माण के लिए किया जा सकता है। अंतिम चरण के मूत्राशय रोग वाले रोगियों का क्षतिग्रस्त अंग के पुनर्निर्माण के लिए जैव-इंजीनियर मूत्राशय ऊतकों का उपयोग करके इलाज किया जा सकता है। यह तकनीक संभावित रूप से हड्डी, त्वचा, उपास्थि और मांसपेशियों के ऊतकों पर भी लागू की जा सकती है। हालांकि 3डी बायोप्रिंटिंग तकनीक का एक दीर्घकालिक लक्ष्य एक पूरे अंग का पुनर्निर्माण करने के साथ-साथ प्रत्यारोपण के लिए अंगों की कमी की समस्या को कम करना है। पूर्ण रूप से कार्यशील अंगों के बायोप्रिंटिंग में बहुत कम सफलता मिली है जैसे। यकृत, त्वचा, मेनिस्कस या अग्न्याशय। प्रत्यारोपण योग्य स्टेंट के विपरीत, अंगों में जटिल आकार होते हैं और बायोप्रिंट के लिए काफी कठिन होते हैं। उदाहरण के लिए, एक बायोप्रिंटेड हृदय को न केवल संरचनात्मक आवश्यकताओं को पूरा करना चाहिए, बल्कि संवहनीकरण, यांत्रिक भार और विद्युत संकेत प्रसार आवश्यकताओं को भी पूरा करना चाहिए। 2022 में, 3डी बायोप्रिंटेड प्रत्यारोपण के लिए नैदानिक परीक्षण की पहली सफलता जो रोगी की अपनी कोशिकाओं से बनाई गई है, माइक्रोटिया के इलाज के लिए एक बाहरी कान, की सूचना दी गई थी। संवर्धित मांस बायोप्रिंटिंग का उपयोग संवर्धित मांस के लिए भी किया जा सकता है। 2021 में, तीन प्रकार के गोजातीय कोशिका तंतुओं से बना एक स्टीक जैसा सुसंस्कृत मांस का उत्पादन किया गया था। वाग्यू जैसे गोमांस की संरचना मूल मांस के समान होती है। प्रभाव 3डी बायोप्रिंटिंग बायोमटेरियल्स नामक नवीन सामग्रियों पर अनुसंधान करने की अनुमति देकर ऊतक इंजीनियरिंग के चिकित्सा क्षेत्र में महत्वपूर्ण प्रगति में योगदान देता है। कुछ सबसे उल्लेखनीय जैव-इंजीनियर पदार्थ आमतौर पर नरम ऊतक और हड्डी सहित औसत शारीरिक सामग्री की तुलना में अधिक मजबूत होते हैं। ये घटक मूल शरीर सामग्री के लिए भविष्य के विकल्प, यहां तक कि सुधार के रूप में कार्य कर सकते हैं। इसके अलावा, डिफेंस थ्रेट रिडक्शन एजेंसी का उद्देश्य हृदय, यकृत और फेफड़ों जैसे छोटे अंगों को नई दवाओं का अधिक सटीक परीक्षण करने और शायद जानवरों में परीक्षण की आवश्यकता को समाप्त करने की क्षमता के रूप में छापना है। 3डी बायोप्रिंटिंग बायोफिल्म बायोफिल्म की बायोप्रिंटिंग अन्य बायोप्रिंटिंग के समान तरीकों का उपयोग करती है। अक्सर बायोफिल्म बायोफिल्म के विकास के लिए संरचना प्रदान करने के लिए एक पॉलीसेकेराइड के निष्कर्षण के साथ शुरू होती है। इनमें से एक पॉलीसेकेराइड का उदाहरण एल्जिनेट है। एल्जिनेट संरचना में संरचना के भीतर रोगाणु अंतर्निहित हो सकते हैं। हाइड्रोजेल का उपयोग कार्यात्मक बायोफिल्म के निर्माण में सहायता के लिए भी किया जा सकता है। जटिल संरचना और एक कार्यात्मक बायोफिल्म के बनने में लगने वाले समय के कारण प्रयोगशाला में बायोफिल्म का विश्लेषण करना मुश्किल है। 3डी बायोप्रिंटिंग बायोफिल्म हमें कुछ प्रक्रियाओं को छोड़ने की अनुमति देती है और कार्यात्मक बायोफिल्म का विश्लेषण करना आसान बनाती है। पोषक तत्वों और ऑक्सीजन के प्रसार के कारण कार्यात्मकता में बदलाव के साथ मुद्रित की जा रही बायोफिल्म की मोटाई। उदाहरण के लिए मोटी 3डी मुद्रित बायोफिल्म स्वाभाविक रूप से एनारोब्स के लिए चयन करेंगी। पर्यावरणीय उपचार बायोफिल्म प्राकृतिक वातावरण में उपचार करने में सक्षम हैं जिससे पता चलता है कि पर्यावरणीय उपचार में 3डी बायोप्रिंटेड बायोफिल्म के उपयोग के संबंध में संभावना है। सूक्ष्मजीव रसायनों और धातुओं की एक बड़ी श्रृंखला को नष्ट करने में सक्षम होते हैं और इन सूक्ष्मजीवों को पनपने के लिए एक संरचना प्रदान करना फायदेमंद होता है जैसे कि बायोफिल्म संरचनाओं में। कृत्रिम बायोफिल्म संकेत और समग्र माइक्रोबियल इंटरैक्शन को बढ़ावा देते हुए सूक्ष्मजीवों को पर्यावरण के खतरों से बचाते हैं। 3डी बायोप्रिंटिंग कार्यात्मक सूक्ष्मजीवों को एक ऐसी संरचना में रखने की अनुमति देता है जो यांत्रिक स्थिरता प्रदान करती है और उन्हें पर्यावरणीय स्थितियों से बचाती है। सामान्य पर्यावरणीय संरचनाओं की तुलना में 3डी मुद्रित संरचनाओं द्वारा प्रदान किया गया बड़ा संपर्क क्षेत्र प्रदूषकों को अधिक कुशलता से हटाने का काम करता है। भविष्य में इसका उपयोग भविष्य में अपशिष्ट जल उपचार और जंग नियंत्रण में सहायता करने के लिए भी किया जा सकता है। जब मनुष्य पर्यावरणीय जैव फिल्मों के संपर्क में आते हैं तो संक्रमण होने की संभावना होती है। इस प्रकार, एक बायोफिल्म के भीतर एंटीबायोटिक प्रवेश और विस्तार कुछ ऐसा है जिसके बारे में हम प्रयोगशाला में उगाए गए बायोफिल्म में कठिनाइयों के कारण कुछ भी नहीं जानते हैं, लेकिन भविष्य के शोध के लिए सार्थक है। 3डी प्रिंटिंग बायोफिल्म इस पर प्रयोगशाला पैमाने पर प्रतिस्थापन योग्य अनुसंधान की अनुमति दे सकती है। इन दोनों क्षेत्रों और अधिक जिसमें जैव फिल्मों की छपाई शामिल है, के लिए बड़ी मात्रा में आवश्यक ज्ञान और जटिल प्रौद्योगिकी के कारण आगे के शोध की आवश्यकता है। यह भी देखें 3डी प्रिंटिंग § बायो-प्रिंटिंग बायोफैब्रिकेशन कल्चर्ड मीट एथिक्स ऑफ बायोप्रिंटिंग रीजनरेटिव मेडिसिन बायोइंक्स संदर्भ आगे पढ़ना बायोप्रिंटिंग बायोमटेरियल्स टिश्यू इंजीनियरिंग सिंथेटिक बायोलॉजी सेल्फ-रेप्लिकेशन